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Eureka! 26 - OBM

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CONTEÚDO<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 2<br />

Problemas e Soluções da Primeira Fase<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 15<br />

Problemas e Soluções da Segunda Fase<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 32<br />

Problemas e Soluções da Terceira Fase<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 55<br />

Problemas e Soluções da Primeira Fase – Nível Universitário<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 59<br />

Problemas e Soluções da Segunda Fase – Nível Universitário<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 70<br />

Premiados<br />

AGENDA OLÍMPICA 74<br />

COORDENADORES REGIONAIS 75


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

Problemas e soluções da Primeira Fase<br />

PROBLEMAS – NÍVEL 1<br />

1. Em um tanque há 4000 bolinhas de pingue-pongue. Um menino começou a<br />

retirar as bolinhas, uma por uma, com velocidade constante, quando eram 10h.<br />

Após 6 horas, havia no tanque 3520 bolinhas. Se o menino continuasse no mesmo<br />

ritmo, quando o tanque ficaria com 2000 bolinhas?<br />

A) às 11h do dia seguinte<br />

B) às 23h do mesmo dia<br />

C) às 4h do dia seguinte<br />

D) às 7h do dia seguinte<br />

E) às 9h do dia seguinte<br />

2. O gráfico a seguir apresenta informações sobre o impacto causado por 4 tipos<br />

de monocultura ao solo. Para cada tipo de monocultura, o gráfico mostra a<br />

quantidade de água, em litros, e a de nutrientes (nitrogênio, fósforo e potássio),<br />

em quilogramas, consumidos por hectare para a produção de 1kg de grãos de soja<br />

ou 1kg de milho ou 1kg de açúcar ou 1kg de madeira de eucalipto. Sobre essas<br />

monoculturas, pode-se afirmar que:<br />

2000<br />

1500<br />

1000<br />

500<br />

0<br />

cana-deaçucar<br />

soja milho eucalipto<br />

água nutrientes<br />

A) O eucalipto precisa de cerca de 1/3 da massa de nutrientes necessários de que<br />

a cana-de-açúcar precisa para se desenvolver.<br />

B) O eucalipto é a que mais seca e empobrece o solo, causando desequilíbrio<br />

ambiental.<br />

C) A soja é cultura que mais precisa de nutrientes.<br />

D) O milho precisa do dobro do volume de água de que precisa a soja.<br />

E) A cana-de-açúcar é a que necessita do ambiente mais úmido para crescer.<br />

2


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

3. Um time de futebol ganhou 8 jogos mais do que perdeu e empatou 3 jogos<br />

menos do que ganhou, em 31 partidas jogadas. Quantas partidas o time venceu?<br />

A) 11 B) 14 C) 15 D) 17 E) 23<br />

4. Efetuando as operações indicadas na expressão<br />

2007 2005<br />

⎛2 + 2 ⎞<br />

⎜ 2006<br />

2006 2004 ⎟×<br />

⎝2 + 2 ⎠<br />

obtemos um número de quatro algarismos. Qual é a soma dos algarismos desse<br />

número?<br />

A) 4 B) 5 C) 6 D) 7 E) 8<br />

5. Quantos números de três algarismos ímpares distintos são divisíveis por 3?<br />

A) 18 B) 24 C) 28 D) 36 E) 48<br />

6. Uma empresa de telefonia celular oferece planos mensais de 60 minutos a um<br />

custo mensal de R$ 52,00, ou seja, você pode falar durante 60 minutos no seu<br />

telefone celular e paga por isso exatamente R$ 52,00. Para o excedente, é cobrada<br />

uma tarifa de R$ 1,20 cada minuto. A mesma tarifa por minuto excedente é<br />

cobrada no plano de 100 minutos, oferecido a um custo mensal de R$ 87,00. Um<br />

usuário optou pelo plano de 60 minutos e no primeiro mês ele falou durante 140<br />

minutos. Se ele tivesse optado pelo plano de 100 minutos, quantos reais ele teria<br />

economizado?<br />

A) 10 B) 11 C) 12 D) 13 E) 14<br />

7. Quantos triângulos isósceles têm como vértices os<br />

vértices do pentágono regular desenhado ao lado?<br />

A) 5 B) 10 C) 15 D) 20<br />

E) 25<br />

8. Dos números a seguir, qual é o único que pode ser escrito como produto de<br />

quatro naturais consecutivos?<br />

A) 712 B) 548 C) 10<strong>26</strong> D) 1456 E) 1680<br />

9. Ao redor de um grande lago existe uma ciclovia de 45 quilômetros de<br />

comprimento, na qual sempre se retorna ao ponto de partida se for percorrida<br />

num único sentido. Dois amigos partem de um mesmo ponto com velocidades<br />

constantes de 20 km por hora e 25 km por hora, respectivamente, em sentidos<br />

opostos. Quando se encontram pela primeira vez, o que estava correndo a 20 km<br />

3


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

por hora aumenta para 25 km por hora e o que estava a 25 km por hora diminui<br />

para 20 km por hora. Quanto tempo o amigo que chegar primeiro ao ponto de<br />

partida deverá esperar pelo outro?<br />

A) nada B) 10 min C) 12 min D) 15 min E) 18 min<br />

10. Num relógio digital, as horas são exibidas por meio de quatro algarismos. Por<br />

exemplo, ao mostrar 00:00 sabemos que é meia-noite e ao mostrar 23:59 sabemos<br />

que falta um minuto para meia-noite. Quantas vezes por dia os quatro algarismos<br />

mostrados são todos pares?<br />

A) 60 B) 90 C) 105 D) 180 E) 240<br />

11. São dadas duas tiras retangulares de papel com 20<br />

cm de comprimento, uma com 5 cm de largura e outra<br />

com 11 cm de largura. Uma delas foi colada sobre a<br />

outra, perpendicularmente, de modo a formar a figura<br />

ilustrada ao lado. Qual é o perímetro dessa figura, em<br />

centímetros?<br />

A) 50 B) 60 C) 80 D) 1<br />

E) 120<br />

12. Seis amigos planejam viajar e decidem fazê-lo em duplas, cada uma<br />

utilizando um meio de transporte diferente, dentre os seguintes: avião, trem e<br />

carro. Alexandre acompanha Bento. André viaja de avião. Carlos não acompanha<br />

Dário nem faz uso do avião. Tomás não anda de trem. Qual das afirmações a<br />

seguir é correta?<br />

A) Bento vai de carro e Carlos vai de avião.<br />

B) Dário vai de trem e André vai de carro.<br />

C) Tomás vai de trem e Bento vai de avião.<br />

D) Alexandre vai de trem e Tomás vai de carro.<br />

E) André vai de trem e Alexandre vai de carro.<br />

13. Usando pastilhas de cerâmica preta na forma de quadradinhos foi composta<br />

uma decoração numa parede, mostrada parcialmente abaixo:<br />

4<br />

90°


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Quantas pastilhas foram empregadas em toda a decoração considerando-se que na<br />

última peça montada foram utilizadas 40 pastilhas?<br />

A) 60 B) 68 C) 81 D) 100 E) 121<br />

14. Sara foi escrevendo nas casas de um tabuleiro 95 por 95 os múltiplos<br />

positivos de 4, em ordem crescente, conforme a figura a seguir.<br />

4 8 12 16 20 … 376 380<br />

760 756 752 748 744 … 388 384<br />

764 → → → → … → →<br />

← ← ← ← ← … ← ←<br />

<br />

U<br />

O número que Sara escreveu onde se encontra a letra U é:<br />

A) 35192 B) 35196 C) 36100 D) 36104 E) 36108<br />

15. O desenho à direita representa dois quadrados<br />

menores congruentes de lado 20 e um quadrado<br />

maior. O vértice O é o único ponto comum aos<br />

dois quadrados menores e é o centro do quadrado<br />

maior. Os vértices A, O e B estão alinhados e a<br />

área da região do quadrado maior não pintada é<br />

igual a 36% da área de toda a região pintada. Qual<br />

é a área do quadrado maior?<br />

A) 420 B) 496 C) 576 D) 640<br />

E) 900<br />

16. Um certo número inteiro positivo, quando dividido por 15 dá resto 7. Qual é a<br />

soma dos restos das divisões desse número por 3 e por 5?<br />

A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6<br />

17. No fim de 1994, Neto tinha a metade da idade de sua avó. A soma dos anos<br />

de nascimento dos dois é 3844. Quantos anos Neto completa em 2006?<br />

A) 55 B) 56 C) 60 D) 62 E) 108<br />

18. A figura a seguir representa um Tangram, quebra-cabeças chinês formado<br />

por 5 triângulos, 1 paralelogramo e 1 quadrado. Sabendo que a área do Tangram a<br />

seguir é 64 cm 2 , qual é a área, em cm 2 , da região sombreada?<br />

5<br />

A<br />

O<br />

B


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

A) 7,6 B) 8 C) 10,6 D) 12 E) 21,3<br />

19. As permutações da palavra BRASIL foram listadas em ordem alfabética,<br />

como se fossem palavras de seis letras em um dicionário. A 361ª palavra nessa<br />

lista é:<br />

A) BRISAL B) SIRBAL C) RASBIL D) SABRIL E) LABIRS<br />

20. No planeta POT o número de horas por dia é igual a número de dias por<br />

semana, que é igual ao número de semanas por mês, que é igual ao número de<br />

meses por ano. Sabendo que em POT há 4096 horas por ano, quantas semanas há<br />

num mês?<br />

A) 8 B) 12 C) 64 D) 128 E) 256<br />

PROBLEMAS – NÍVEL 2<br />

1. Veja o problema No. 4 do nível 1.<br />

2. Veja o problema No. 11 do nível 1.<br />

3. Se um número de dois dígitos é 5 vezes a soma de seus dígitos, então o número<br />

formado pela troca dos dígitos é a soma dos dígitos multiplicada por:<br />

A) 3 B) 5 C) 6 D) 4 E) 7<br />

4. Veja o problema No. 9 do nível 1.<br />

5. Na figura, AB = AC, AE = AD e o ângulo BAD mede 30 o . Então o ângulo x<br />

mede:<br />

B D<br />

A)10 o B) 20 o C) 15 o D) 30 o E) 5 o<br />

30°<br />

A<br />

6<br />

x<br />

E<br />

C


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

6. A soma de três números naturais consecutivos é igual ao produto desses três<br />

números. A soma dos quadrados desses números é:<br />

A) 14 B) 15 C) 18 D) 24 E) 36<br />

7. Veja o problema No. 17 do nível 1.<br />

8. Três quadrados são colados pelos seus vértices entre si e a dois bastões<br />

verticais, como mostra a figura.<br />

30° 1<strong>26</strong>°<br />

A medida do ângulo x é:<br />

A) 39º B) 41º C) 43º D) 44º E) 46º<br />

9. Sejam a, b e c inteiros e positivos. Entre as opções abaixo, a expressão que<br />

não pode representar o número 24 é:<br />

A) ab 3 B) a 2 b 3 C)<br />

7<br />

75°<br />

c c<br />

ab D) ab 2 c 3 E)<br />

x<br />

b c a<br />

abc<br />

10. O número de quadrados que podem ser construídos com vértices nos pontos<br />

da figura abaixo é:<br />

A) 18 B) 14 C) 9 D) 20 E) 10<br />

11. Veja o problema No. 12 do nível 1.<br />

13. O máximo divisor comum de todos os termos da seqüência = n − n<br />

3<br />

,<br />

1, 2, 3, ...<br />

n = é:<br />

A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6<br />

a n


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

14. Samuel possui três irmãos a mais do que irmãs. O número de irmãos de<br />

Samila, irmã de Samuel, é igual ao dobro do número de suas irmãs. O número de<br />

filhos (homens e mulheres) que possui o pai de Samuel e Samila é:<br />

A) 10 B) 13 C) 16 D) 17 E) 20<br />

15. Veja o problema No. 18 do nível 1.<br />

16. João escreveu todos os números com menos de 4 dígitos usando apenas os<br />

algarismos 1 e 2 numa folha de papel e depois somou todos eles. O valor obtido<br />

foi:<br />

A) 2314 B) 3000 C) 1401 D) 2316 E) 1716<br />

17. Sejam a, b e c números reais positivos cuja soma é 1. Se a, b e c são as<br />

medidas dos lados de um triângulo, podemos concluir que<br />

1<br />

1<br />

1<br />

A) 0 < a− b < e 0 < b− c < e 0 < c− a <<br />

2<br />

2<br />

2<br />

1 1 1<br />

B) a < e b < e c <<br />

2 2 2<br />

1 1 1<br />

C) a+ b<<br />

e b+ c<<br />

e c+ a<<br />

2 2 2<br />

1 1 1<br />

D) a ≤ e b ≤ e c ≤<br />

3 3 3<br />

1 1 1<br />

E) a ≥ e b ≥ e c ≥<br />

3 3 3<br />

18. O número de soluções inteiras e positivas do sistema abaixo é:<br />

A) 45 B) 23<br />

2 ⎧ a+ b= c<br />

⎨<br />

⎩a+<br />

b+ c=<br />

30<br />

C) 24 D) 25 E) 72<br />

19. Um número com dois dígitos distintos e não nulos é chamado de bonito se o<br />

dígito das dezenas é maior do que o dígito das unidades. A quantidade de<br />

números bonitos é:<br />

A) 72 B) 36 C) 35 D) 64 E) 56<br />

20. O professor Piraldo aplicou uma prova para seus cinco alunos e, após corrigilas,<br />

digitou as notas em uma planilha eletrônica que calcula automaticamente a<br />

média das notas à medida que elas são digitadas. Piraldo notou que após digitar<br />

cada nota a média calculada pela planilha era um número inteiro. Se as notas dos<br />

8


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

cinco estudantes são, em ordem crescente, 71, 76, 80, 82 e 91, a última nota que<br />

Piraldo digitou foi:<br />

A) 71 B) 76 C) 80 D) 82 E) 91<br />

21. Simplificando a expressão:<br />

2+ 3 . 2+ 2+ 3 . 2+ 2+ 2+ 3 . 2− 2+ 2+ 3<br />

obtemos:<br />

A) 2 B) 3 C) 1 D) 2 + 2 E) 2 + 3<br />

22. Ludmilson percebeu que para numerar as páginas de um livro,<br />

consecutivamente, a partir da página 2, foram usados 2006 algarismos. O número<br />

de páginas do livro de Ludmilson é:<br />

A)701 B) 702 C) 703 D) 704 E) 705<br />

23. Sejam x , y,<br />

z números reais não nulos tais que x + y + z = 0 . O valor de<br />

2 2 2 ⎛ 1<br />

( xyz)<br />

⎜ 3 3<br />

⎝ x y<br />

1 1 ⎞<br />

+ + 3 3 3 3 ⎟<br />

x z y z ⎠ é:<br />

A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4<br />

24. Veja o problema No. 10 do nível 1.<br />

25. Na figura a seguir, ABC é um triângulo qualquer e ACD e AEB são triângulos<br />

eqüiláteros. Se F e G são os pontos médios de EA e AC, respectivamente, a razão<br />

BD<br />

FG é:<br />

E<br />

F<br />

B<br />

A<br />

G<br />

C<br />

D<br />

A) 1<br />

2<br />

B) 1<br />

C) 3<br />

2<br />

D) 2<br />

E) Depende das medidas dos lados de ABC.<br />

9


PROBLEMAS – NÍVEL 3<br />

1. Veja o problema No. 17 do nível 1.<br />

EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

2. Quantos resultados diferentes podemos obter somando pares de números<br />

distintos do conjunto {1,2, … ,2006} ?<br />

A) 2006 B) 2007 C) 4009 D) 4011 E) 4012<br />

3. Uma colônia de amebas tem inicialmente uma ameba amarela e uma ameba<br />

vermelha. Todo dia, uma única ameba se divide em duas amebas idênticas. Cada<br />

ameba na colônia tem a mesma probabilidade de se dividir, não importando sua<br />

idade ou cor. Qual é a probabilidade de que, após 2006 dias, a colônia tenha<br />

exatamente uma ameba amarela?<br />

1<br />

A) 2006<br />

2<br />

B) 1<br />

2006<br />

1<br />

C)<br />

2007<br />

4. Veja o problema No. 8 do nível 2.<br />

10<br />

D)<br />

1<br />

2006 2007<br />

⋅<br />

E) 2006<br />

2007<br />

5. Os dois números reais a e b são não nulos e satisfazem ab = a – b. Assinale a<br />

a b<br />

alternativa que exibe um dos possíveis valores de + − ab .<br />

b a<br />

A) –2 B) 1<br />

− C)<br />

2<br />

1<br />

1<br />

D) E) 2<br />

3 2<br />

6. De quantas maneiras podemos colocar, em cada espaço abaixo, um entre os<br />

algarismos 4, 5, 6, 7, 8, 9, de modo que todos os seis algarismos apareçam e<br />

formem, em cada membro, números de dois algarismos que satisfazem a dupla<br />

desigualdade?<br />

_ _ > _ _ > _ _<br />

A) 100 B) 120 C) 240 D) 480 E) 720<br />

7. Que expressão não pode representar o número 24 para valores inteiros<br />

positivos convenientes de a, b e c?<br />

A) ab 3 B) a 2 b 3 C) a c b c D) ab 2 c 3 E) a b b c c a<br />

2<br />

8. Qual dos valores abaixo de x é tal que 2x + 2x+ 19 não é um número primo?<br />

A) 50 B) 37 C) 9 D) 5 E) 1<br />

9. Veja o problema No. 17 do nível 2.


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

10. Uma seqüência tem 9 números reais, sendo o primeiro 20 e o último 6. Cada<br />

termo da seqüência, a partir do terceiro, é a média aritmética de todos os<br />

anteriores. Qual é o segundo termo da seqüência?<br />

A) –8 B) 0 C) 4 D) 14 E) 2006<br />

11. Quantos ternos de números reais x, y, z satisfazem o sistema abaixo?<br />

xx ( + y+ z)<br />

= 2005<br />

yx ( + y+ z)<br />

= 2006<br />

zx ( + y+ z)<br />

= 2007<br />

A) Nenhum B) 1 C) 2 D) 3 E) 2006<br />

12. Arnaldo tem vários quadrados azuis 1× 1,<br />

vários quadrados amarelos 2× 2 e<br />

vários quadrados verdes 3× 3 e quer montar um quadrado maior no qual<br />

apareçam as três cores. Qual é a menor quantidade de quadrados que ele poderá<br />

utilizar ao todo?<br />

A) 3 B) 6 C) 7 D) 8 E) 9<br />

x − 5 2006<br />

13. Sejam x e y números racionais. Sabendo que<br />

também é um<br />

4 − y 2006<br />

número racional, quanto vale o produto xy?<br />

A) 20<br />

B) Pode ser igual a 20, mas também pode assumir outros valores.<br />

C) 1<br />

D) 6<br />

E) Não se pode determinar.<br />

14. Veja o problema No. 20 do nível 2.<br />

15. Veja o problema No. 25 do nível 2.<br />

16. O inteiro positivo x é múltiplo de 2006 e x está entre 2005 e 2007. Qual é o<br />

número de possíveis valores de x?<br />

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5<br />

17. Na figura temos dois semicírculos de diâmetros PS, de medida 4, e QR,<br />

paralelo a PS. Além disso, o semicírculo menor é tangente a PS em O. Qual é a<br />

área destacada?<br />

11


P<br />

EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Q R<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

S<br />

12<br />

A) 2π – 2<br />

B) 3π<br />

C) π<br />

D) 4<br />

E) 2π – 4<br />

18. Iniciando com o par (2048, 1024), podemos aplicar quantas vezes quisermos a<br />

⎛3a+ b a+ 3b⎞<br />

operação que transforma o par (a, b) no par ⎜ , ⎟,<br />

então, dentre os<br />

⎝ 4 4 ⎠<br />

seguintes pares:<br />

1) (1664, 1408)<br />

2) (1540, 1532)<br />

3) (1792, 1282)<br />

4) (1537, 1535)<br />

5) (1546, 15<strong>26</strong>)<br />

A) Todos podem ser obtidos.<br />

B) Apenas o par 4 não pode ser obtido.<br />

C) Apenas o par 3 não pode ser obtido.<br />

D) Existem exatamente dois pares que não podem ser obtidos.<br />

E) Existem mais de dois pares que não podem ser obtidos.<br />

19. Num tabuleiro retangular de 13 linhas e 17 colunas colocamos números em<br />

cada casinha da seguinte maneira: primeiro, numeramos as casinhas da primeira<br />

linha, da esquerda para a direita, com os números 1, 2, 3, …, 17, nessa ordem;<br />

depois numeramos a segunda linha, também da esquerda para a direita, com os<br />

números de 18 a 34, e assim por diante. Após preenchermos todo o tabuleiro,<br />

colocamos em cada casinha um segundo número, numerando as casinhas da<br />

primeira coluna, de cima para baixo, com os números 1, 2, 3, …, 13, nessa<br />

ordem, depois numeramos a segunda coluna, também de cima da baixo, com os<br />

números de 14 a <strong>26</strong>, e assim por diante. Deste modo, cada casinha tem dois<br />

números. Quantas casinhas têm dois números iguais?<br />

A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6<br />

20. Altino está encostado num muro bem alto, durante a noite. A rua onde Altino<br />

está é iluminada por uma lâmpada no topo de um poste de 4 metros de altura, a<br />

10 metros de distância do muro. Altino, um rapaz de 2 metros de altura, anda em<br />

direção ao muro. Seja f(x) a altura, em metros, da sombra de Altino produzida


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

pela lâmpada no muro quando Altino está a uma distância de x metros do muro.<br />

Qual alternativa representa melhor o gráfico de f(x)?<br />

A)<br />

f(x)<br />

f(x)<br />

D) x<br />

x<br />

B)<br />

E)<br />

f(x)<br />

f(x)<br />

13<br />

x<br />

x<br />

f(x)<br />

C) x<br />

21. O piso de um quarto tem forma de um quadrado de lado 4 m. De quantas<br />

maneiras podemos cobrir totalmente o quarto com oito tapetes iguais de<br />

dimensões 1 m e 2 m? Mostramos abaixo três maneiras de fazê-lo:<br />

A) 27 B) 30 C) 34 D) 36 E) 52<br />

22. Dois pontos A e B de um plano α estão a 8 unidades de distância. Quantas<br />

retas do plano α estão a 2 unidades de A e 3 unidades de B?<br />

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5<br />

23. Considere os 2161 produtos 0 ⋅ 2160 , 1⋅ 2159 , 2 ⋅ 2158 , ..., 2160 ⋅ 0 . Quantos<br />

deles são múltiplos de 2160?<br />

A) 2 B) 3 C) 12 D) 13 E) 2161<br />

24. Qual é o menor valor que a expressão<br />

2<br />

x + 1 +<br />

reais?<br />

2<br />

( y− x) + 4 +<br />

2<br />

( z− y) + 1 +<br />

2<br />

(10 − z)<br />

+ 9 pode assumir, sendo x, y e z<br />

A) 7 B) 13 C) 4 + 109 D) 3+ 2 + 90 E) 149


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

25. Um cubo de aresta 1 é cortado em quatro regiões por dois planos: um deles<br />

contém as arestas AB e CD e o outro contém as arestas AE e DF. Qual é o volume<br />

da(s) maior(es) das quatro regiões?<br />

E<br />

C D<br />

A B<br />

GABARITO<br />

F<br />

A) 1<br />

4<br />

D) 3<br />

8<br />

14<br />

1<br />

B)<br />

3<br />

E) 1<br />

2<br />

NÍVEL 1 (5ª. e 6ª. Séries)<br />

1) A 6) D 11) C 16) B<br />

2) A 7) B 12) D 17) C<br />

3) B 8) E 13) E 18) D<br />

4) D 9) A 14) C 19) E<br />

5) B 10) C 15) C 20) A<br />

C) 2<br />

4<br />

NÍVEL 2 (7ª. e 8ª. Séries)<br />

1) D 6) A 11) D 16) C 21) C<br />

2) C 7) C 12) C 17) B 22) E<br />

3) C 8) A 13) E 18) C 23) D<br />

4) A 9) B 14) C 19) B 24) C<br />

5) C 10) D 15) D 20) C 25) D<br />

NÍVEL 3 (Ensino Médio)<br />

1) C 6) B 11) C 16) D 21) D<br />

2) C 7) B 12) D 17) A 22) D<br />

3) C 8) B 13) A 18) D 23) D<br />

4) A 9) B 14) C 19) D 24) E<br />

5) E 10) A 15) D 20) A 25) B


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

Problemas e Soluções da Segunda Fase<br />

PROBLEMAS – Nível 1 PARTE A<br />

(Cada problema vale 5 pontos)<br />

2 3 4<br />

2005 2006<br />

2 2 2 2 2<br />

01. Qual é a soma dos algarismos do número + + + + + ?<br />

2 3<br />

2004 2005<br />

2 2 2 2 2<br />

02. A massa de gordura de uma certa pessoa corresponde a 20% de sua massa<br />

total. Essa pessoa, pesando 100 kg, fez um regime e perdeu 40% de sua gordura,<br />

mantendo os demais índices. Quantos quilogramas ela pesava ao final do regime?<br />

03. Quantos os números de dois algarismos têm a soma desses algarismos igual a<br />

um quadrado perfeito? Lembre-se que, por exemplo, 09 é um número de um<br />

algarismo.<br />

04. Os números de 1 a 99 são escritos lado a lado: 123456789101112...9899.<br />

Então aplicamos a seguinte operação: apagamos os algarismos que aparecem nas<br />

posições pares, obtendo 13579012...89. Repetindo essa operação mais 4 vezes,<br />

quantos algarismos irão sobrar?<br />

05. Com a parte destacada da folha retangular ao<br />

lado, pode-se montar um cubo. Se a área da folha<br />

é 300cm 2 , qual é o volume desse cubo, em cm 3 ?<br />

06. Na tabela a seguir, escreva os números de 1 a 9 em cada coluna, de modo que<br />

a soma dos números escritos nas 9 linhas seja a mesma, igual a Y. Seja X a soma<br />

dos números de cada coluna. Calcule X + Y.<br />

X X X<br />

15<br />

Y<br />

Y<br />

Y<br />

Y<br />

Y<br />

Y<br />

Y<br />

Y<br />

Y


PROBLEMAS – Nível 1 PARTE B<br />

(Cada problema vale 10 pontos)<br />

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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

PROBLEMA 1<br />

Jade escreveu todos os números de 3 algarismos em cartões amarelos, um por<br />

cartão e escreveu todos os números de 4 algarismos em cartões azuis, um por<br />

cartão. Os cartões são todos do mesmo tamanho.<br />

a) Ao todo, quantos cartões foram utilizados? Lembre-se que, por exemplo, 037 é<br />

um número de dois algarismos, bem como 0853 é um número de três algarismos.<br />

b) Todos os cartões são então colocados numa mesma urna e embaralhados.<br />

Depois Jade retira os cartões, um a um, sem olhar o que está pegando. Quantos<br />

cartões Jade deverá retirar para ter certeza de que há dois cartões azuis entre os<br />

retirados?<br />

PROBLEMA 2<br />

No quadriculado a seguir, cada quadradinho tem 1 cm 2 de área.<br />

a) Qual é a área e o perímetro da figura formada pelos quadradinhos pintados de<br />

cinza?<br />

b) Pintando outros quadradinhos, podemos aumentar a área dessa figura, sem<br />

mudar o seu perímetro. Qual é o valor máximo da área que podemos obter dessa<br />

maneira?<br />

PROBLEMA 3<br />

Esmeralda inventou uma brincadeira. Digitou alguns algarismos na primeira linha<br />

de uma folha. Depois, na segunda linha, fez a descrição dos algarismos digitados<br />

da seguinte maneira: ela apresentou as quantidades de cada um dos que<br />

apareceram, em ordem crescente de algarismo. Por exemplo, após digitar<br />

21035662112, ela digitou 1031321315<strong>26</strong>, pois em 21035662112 existe um<br />

algarismo 0, três algarismos 1, três algarismos 2, um algarismo 3, um algarismo 5<br />

e dois algarismos 6.<br />

a) Ela começou uma nova folha com 1. Fez, então, sua descrição, ou seja, digitou<br />

11 na segunda linha. Depois, descreveu 11, ou seja, digitou 21 na terceira linha, e<br />

assim continuou. O que ela digitou na 10 a linha da folha?<br />

16


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

b) Esmeralda gostou tanto de fazer isso que decidiu preencher várias folhas com<br />

essa brincadeira, começando com 01 na primeira linha da primeira folha. Quais<br />

são os dois primeiros algarismos da esquerda do que ela digitou na 2006 a linha?<br />

PROBLEMAS – Nível 2 PARTE A<br />

(Cada problema vale 4 pontos)<br />

01. Esmeralda posicionou todos os números naturais de 1 a 2006 no seguinte<br />

arranjo em forma de pirâmide:<br />

21<br />

20 13 22<br />

19 12 7 14 23<br />

18 11 6 3 8 15 24<br />

17 10 5 2 1 4 9 16 25<br />

Em qual andar se encontrará o número 2006? (Por exemplo: o número 1 está no<br />

primeiro andar, o 6 no segundo andar e o 23 no terceiro).<br />

02. A soma dos quadrados de três inteiros consecutivos é igual a 302. Qual é a<br />

soma desses números?<br />

03. Seja ABC um triângulo retângulo em A. Considere M e N pontos sobre a<br />

hipotenusa BC tais que CN = NM = MB. Os pontos X e Y são tais que XA = AM e<br />

YA = AN. Determine a área do quadrilátero XYBC, sabendo que o triângulo ABC<br />

tem área 12 cm 2 .<br />

X<br />

Y<br />

A<br />

C<br />

04. Um tabuleiro de xadrez 8 × 8 será decomposto em retângulos que satisfazem<br />

simultaneamente as seguintes propriedades:<br />

(i) cada retângulo possui um número inteiro de casas;<br />

(ii) os diversos retângulos possuem números de casas distintos entre si;<br />

(iii) cada retângulo possui a mesma quantidade de casas brancas e pretas.<br />

17<br />

N<br />

M<br />

B


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Qual é o maior número de retângulos que pode ter a decomposição do tabuleiro?<br />

05. A partir de uma terna ordenada (a, b, c), obtemos uma seqüência de ternas<br />

através de sucessivas transformações do tipo:<br />

(a, b, c) → (a 2 ⋅ b, a – b + c, b – c).<br />

Por exemplo, a partir da terna (1, 2, 3), obtemos a seguinte seqüência:<br />

(1, 2, 3) → (2, 2, –1) → (8, –1, 3) → (–64, 12, –4) ...<br />

Se começarmos com (1, 1, 1) como a primeira terna ordenada de uma seqüência,<br />

qual será a soma dos três termos da terna que ocupará a 2006 a posição nesta<br />

seqüência?<br />

PROBLEMAS – Nível 2 PARTE B<br />

(Cada problema vale 10 pontos)<br />

PROBLEMA 1<br />

Na Rua do Gengibre, existem n casas numeradas de 1 a n (n∈ ). As casas de<br />

numeração par ficam todas de um mesmo lado da rua, com as casas de numeração<br />

ímpar do lado oposto. O prefeito Ludmilson Amottarim resolveu derrubar<br />

alguma(s) casa(s) a fim de que as somas dos números das casas fossem iguais dos<br />

dois lados da rua. Para atingir o seu objetivo, qual é o número mínimo de casas<br />

que o prefeito deve derrubar se:<br />

a) a rua tem n = 15 casas?<br />

b) a rua tem n = 16 casas?<br />

c) a rua tem n = 2006 casas?<br />

PROBLEMA 2 No triângulo ABC isósceles abaixo, I é o encontro das bissetrizes e<br />

H é o encontro das alturas. Sabe-se que ∠HAI = ∠HBC = α. Determine o<br />

ângulo α.<br />

A<br />

B<br />

I<br />

H<br />

18<br />

C


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PROBLEMA 3<br />

Sejam a e b números reais distintos tais que a 2 = 6b + 5ab e b 2 = 6a + 5ab.<br />

a) Determine o valor de a + b.<br />

b) Determine o valor de ab.<br />

PROBLEMA 4<br />

Todos os inteiros de 1 a 2006 são escritos num quadro. Então, cada um destes<br />

números é substituído pela soma de seus algarismos. Estas substituições são<br />

realizadas repetidas vezes até que tenhamos 2006 números com 1 algarismo cada.<br />

Dos números que restaram no quadro, qual aparece mais vezes: o 1 ou o 2?<br />

PROBLEMAS – Nível 3 PARTE A<br />

(Cada problema vale 4 pontos)<br />

01. O par ordenado (83; 89) é chamado de par centenário porque 83 + 8 + 9 = 89<br />

+ 8 + 3 = 100, isto é, a soma de cada número com os dígitos do outro número é<br />

100. Quantos são os pares centenários?<br />

02. Na figura a seguir, o pentágono regular ABCDE e o triângulo EFG estão<br />

inscritos na circunferência Co, e M é ponto médio de BC. Para qual valor de α ,<br />

em graus, os triângulos EFG e HIG são semelhantes?<br />

B<br />

F<br />

G<br />

α<br />

H<br />

M<br />

C<br />

I<br />

A<br />

03. Esmeralda e Jade correm em sentidos opostos em uma pista circular,<br />

começando em pontos diametralmente opostos. O primeiro cruzamento entre elas<br />

ocorre depois de Esmeralda ter percorrido 200 metros. O segundo cruzamento<br />

ocorre após Jade ter percorrido 350 metros entre o primeiro e o segundo ponto de<br />

encontro. As velocidades das moças são constantes. Qual é o tamanho da pista,<br />

em metros?<br />

04. Qual a maior quantidade de lados que pode ter uma secção determinada por<br />

um plano em um octaedro regular?<br />

19<br />

D<br />

E<br />

Co


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

05. Ao jogarmos uma certa quantidade de dados cúbicos com faces numeradas de<br />

1 a 6, a probabilidade de obtermos soma dos pontos 2006 é igual à probabilidade<br />

de obtermos soma dos pontos S. Qual é o menor valor possível de S?<br />

PROBLEMAS – Nível 3 PARTE B<br />

(Cada problema vale 10 pontos)<br />

PROBLEMA 1<br />

Seja n inteiro positivo. De quantas maneiras podemos distribuir n + 1 brinquedos<br />

distintos para n crianças de modo que toda criança receba pelo menos um<br />

brinquedo?<br />

PROBLEMA 2<br />

Encontre todos os pares de inteiros positivos (a; b) tais que (a + 1)(b + 1) é<br />

múltiplo de ab + 1.<br />

PROBLEMA 3<br />

No triângulo ABC tem-se AB = 4, AC = 3 e o ângulo BÂC mede 60 o . Seja D o<br />

ponto de intersecção entre a reta perpendicular a AB passando por B e a reta<br />

perpendicular a AC passando por C. Determine a distância entre os ortocentros<br />

dos triângulos ABC e BCD.<br />

PROBLEMA 4<br />

A seqüência Fn é definida por F1 = F2 = 1 e Fn = Fn – 1 + Fn – 2 para n ≥ 3. Encontre<br />

todos os pares de inteiros positivos (m, n) tais que Fm ⋅ Fn = mn.<br />

Soluções Nível 1 – Segunda Fase – Parte A<br />

Problema 01 02 03 04 05 06<br />

Resposta 5 92 17 6 125 60<br />

2 3 4 2005 2006<br />

2 2 2 2 2<br />

01. + + + + + = 2 2 2 2 2 2005 2 4010<br />

2 3 2004 2005<br />

2 2 2 2 2<br />

<br />

+ + + +<br />

+ = ⋅ = .<br />

2005 parcelas iguais<br />

A soma dos algarismos desse número é 4 + 0 + 1+<br />

0 = 5 .<br />

02. Como 20% da massa total dessa pessoa correspondem à massa de gordura, ela<br />

tem 20 % ⋅100<br />

= 20 kg de gordura. Ela perdeu 40% da sua gordura, ou seja,<br />

perdeu 40 % ⋅ 20 = 8 kg de gordura, e como manteve os demais índices, ela pesava<br />

ao final do regime 100 − 8 = 92 kg.<br />

20


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03. A soma dos algarismos dos números de dois algarismos varia de 1 a 18.<br />

Dessas somas, as que são quadrados perfeitos são 1, 4, 9 e 16. Temos então<br />

• Soma 1: número 10<br />

• Soma 4: números 13, 22, 31 e 40<br />

• Soma 9: números 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81 e 90<br />

• Soma 16: números 79, 88 e 97<br />

Portanto, nas condições propostas, há 17 números.<br />

04. A quantidade inicial de algarismos é 9 + 2× 90 = 189 , dos quais 94 aparecem<br />

nas posições pares e 95 nas posições ímpares. Apagados os algarismos que<br />

aparecem nas posições pares, sobram 95 algarismos; desses, 47 estão nas<br />

posições pares e 48 nas posições ímpares. Repetindo a operação, restam 48<br />

algarismos, sendo 24 algarismos em posições pares e 24 em posições ímpares. Na<br />

terceira aplicação da operação restam 12 algarismos e, na quarta, sobram 6<br />

algarismos.<br />

05. Como a área da folha é 300cm 2 , cada quadrado destacado tem área<br />

300 = cm 2 e, portanto, lado medindo 5cm. Logo o volume desse cubo é<br />

25<br />

12<br />

5 125<br />

3 = cm 3 .<br />

06. A soma dos 27 números escritos na tabela é igual a<br />

3 vezes X e a 9 vezes o Y. Como X é a soma dos<br />

números de cada coluna, temos<br />

X = 1 + 2 + 3 + + 9 = 45 . Portanto<br />

3 ⋅ ( 1 + 2 + 3 + + 9)<br />

= 9 ⋅ Y ⇔ 3⋅<br />

45 = 9 ⋅ Y ⇔ Y = 15<br />

Logo X + Y = 45 + 15 = 60 . O desenho ao lado<br />

mostra uma forma de escrever os números na tabela.<br />

Soluções Nível 1 – Segunda Fase – Parte B<br />

21<br />

1 5 9 Y<br />

2 6 7 Y<br />

3 4 8 Y<br />

4 9 2 Y<br />

5 7 3 Y<br />

6 8 1 Y<br />

7 2 6 Y<br />

8 3 4 Y<br />

9 1 5 Y<br />

X X X<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />

a) Há 999 − 100 + 1 = 900 números de três algarismos, escritos em cartões<br />

amarelos, e 9999 − 1000 + 1 = 9000 números de quatro algarismos, escritos em<br />

cartões azuis. Ao todo, foram utilizados 900 + 9000 = 9900 cartões.<br />

b) Como existe a possibilidade de serem retirados todos os cartões amarelos antes<br />

de aparecer algum azul, para Jade ter certeza de que há dois cartões azuis entre os


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

retirados ela deverá retirar 900 + 2 = 902 cartões.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />

Como cada quadradinho tem 1 cm 2 de área, o lado de cada um mede 1 cm.<br />

a) Há 20 quadradinhos pintados de cinza. Logo a área da figura formada é<br />

2<br />

2<br />

20 ⋅ 1 cm = 20 cm e como há 8 segmentos verticais à esquerda e 8 à direita<br />

além de 9 segmentos horizontais pela parte de cima e 9 pela debaixo, o perímetro,<br />

que é a soma das medidas de todos os lados, é 2 ⋅ 8 + 2 ⋅ 9 = 16 + 18 = 34 cm .<br />

b) O quadriculado inteiro é um retângulo de lados 8 cm e 9 cm, e portanto de<br />

perímetro 2 ⋅ 8 + 2 ⋅ 9 = 16 + 18 = 34 cm . Deste modo, o valor máximo da área que<br />

podemos obter é quando a figura for igual a todo o quadriculado e, assim, a área<br />

2<br />

será 8 ⋅ 9 = 72 cm .<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />

a) Ela escreveu em cada uma das 9 primeiras linhas, na seguinte ordem, 1, 11, 21,<br />

1112, 3112, 211213, 312213, 212223 e 114213. Logo na 10ª. linha ela escreveu<br />

31121314.<br />

b) Esmeralda escreveu em cada uma das primeiras linhas, na seguinte ordem, 01,<br />

1011, 1031, 102113, 10311213, 10411223, 1031221314, 1041222314,<br />

1031321324, 1031223314, 1031223314,..., e percebeu que, a partir da 10ª. linha,<br />

o número 1031223314 começa a repetir.<br />

Portanto os dois primeiros algarismos da esquerda do número que ela digitou na<br />

2006 a . linha serão 1e 0.<br />

Soluções Nível 2 – Segunda Fase – Parte A<br />

Problema 01 02 03 04 05<br />

Resposta 20 30 ou – 30 ou ± 30 32 07 00<br />

22


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01. Os números da coluna do meio podem ser dados por: 1 + 2 + 4 + 6 + 8 +...+<br />

2n = n 2 + n + 1. Dessa forma o número do topo é: 44 2 + 44 + 1 = 1981. Como<br />

1981 está no 45° andar, e 2006 –1981 = 25, 2006 deve estar no 20° andar.<br />

02. Podemos representar os três inteiros consecutivos por n− 1, n e n+<br />

1.<br />

Temos<br />

2 2 2<br />

2 2 2 2<br />

( n− 1) + n + ( n+ 1) = 302 ⇔n − 2n+ 1+ n + n + 2n+ 1= 302 ⇔ 3n + 2 = 302<br />

2 2<br />

⇔ 3n = 300 ⇔ n = 100 ⇔ n=− 10 ou n=<br />

10<br />

Portanto, os três inteiros consecutivos são −11, −10 e − 9 ou 9,10 e 11.<br />

Se admitirmos que estamos falando de inteiros positivos, a resposta é<br />

9+ 10+ 11= 30.<br />

Rigorosamente falando a resposta deveria ser: se os inteiros são positivos, então a<br />

sua soma é 30 e se os inteiros são negativos, então sua soma é –30.<br />

Pontuação: 4 pontos para 30 ou para – 30 ou para ± 30.<br />

03.<br />

Observe que os triângulos AXY e ANM são congruentes, e


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

14 = 56, pois 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 = 72, ou seja, a soma de 8<br />

números pares distintos é sempre maior que 64. Portanto, a decomposição pode<br />

ter no máximo 7 retângulos. Abaixo uma decomposição com 7 retângulos.<br />

05. Fazendo as primeiras transformações, obtemos a seguinte seqüência:<br />

(1, 1, 1) → (1, 1, 0) → (1, 0, 1) → (0, 2, –1) → (0, –3, 3) → (0, 6, –6) → ...<br />

Primeiramente, vemos que a partir da quarta terna, o primeiro vai ser sempre<br />

igual a 0 (zero). Então, a partir desta terna, as transformações são do tipo: (0, b, c)<br />

→ (0, – b + c, b – c). Logo, a partir da quarta terna ordenada da seqüência, a<br />

soma dos termos de todas as ternas será igual a 0 – b + c + b – c = 0.<br />

Logo, a soma dos três termos da terna que ocupará a 2006ª posição nesta<br />

seqüência é igual a 0 (zero).<br />

Soluções Nível 2 – Segunda Fase – Parte B<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />

Vamos usar a notação:<br />

S_par = soma de todas as casas de numeração par;<br />

S_ímpar = soma de todas as casas de numeração ímpar.<br />

a) Para este caso, temos: S_par = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 = 56 e S_ímpar =<br />

1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 + 15 = 64. Como a diferença entre as somas é par e<br />

S_ímpar > S_par, há a necessidade de retirar pelo menos duas casas do lado<br />

ímpar como, por exemplo, as casas de numeração 7 e 1. Aí, teremos S_par =<br />

S_ímpar = 56. Assim, o prefeito deve derrubar pelo menos 2 casas.<br />

b) Para este caso, temos: S_par = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 +16 = 72 e<br />

S_ímpar = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 +15 = 64. Como a diferença entre as<br />

somas é par e S_par > S_ímpar, pode-se retirar apenas uma casa do lado par: a<br />

casa de numeração 8.<br />

Aí, teremos S_par = S_ímpar = 64. Assim, o prefeito deve derrubar 1 casa.<br />

c) Para este caso, temos: S_par = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + ... + 2006 e S_ímpar = 1 +<br />

3 + 5 + ... + 2005. Assim, temos S_par – S_ímpar = (2 – 1) + (4 – 3) + ... + (2006<br />

24


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

– 2005) = 1003. Como 1003 é ímpar, uma única casa não é suficiente, mas retirar<br />

as casas de numeração 1006 e 3 basta para que S_par = S_ímpar. Assim, o<br />

número mínimo de casas que o prefeito deve derrubar é 2 casas.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />

A<br />

B<br />

I<br />

H<br />

Como o triângulo é isósceles concluímos que, ∠CBM = ∠ABM e ∠ACB = 90 o –<br />

α, com isso, ∠CAQ = α, pois AQ é uma altura. Como AI é bissetriz, então ∠CAI<br />

= ∠IAB = 2α. Finalmente no ∆ AMB: α + α + 2α + α = 90 o ⇒ α = 18 o .<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />

2 2<br />

a) Subtraindo as duas equações dadas temos a − b = 6(<br />

b − a)<br />

ou seja<br />

a − b a + b + . Como a ≠ b , temos a + b = −6<br />

.<br />

( )( 6)<br />

= 0<br />

2 2<br />

b) Da parte a), elevando ao quadrado, a + b + 2ab<br />

= 36 . Mas, somando as<br />

2 2<br />

equações dadas, temos a + b = 6(<br />

a + b)<br />

+ 10ab<br />

= −36<br />

+ 10ab<br />

. Portanto,<br />

−36 + 2ab<br />

+ 10ab<br />

= 36 o que dá ab = 6.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4:<br />

Quando trocamos um inteiro positivo pela soma de seus algarismos, não<br />

alteramos o resto da divisão por 9. Isto é explicado pela decomposição do inteiro<br />

na forma:<br />

abcd = 1000a + 100b + 10c + d = 999a + 99b + 9c + a + b + c + d<br />

Daí, temos que:<br />

abcd – ( a + b + c + d ) = 999a + 99b + 9c = 9(111a + 11b + c)<br />

Logo, abcd e a + b + c + d deixam o mesmo resto na divisão por 9.<br />

Como todos os números que restaram no quadro estão entre 0 e 9, inclusive,<br />

todos os números 1 restantes no quadro são originados a partir de números que<br />

deixam resto 1 na divisão por 9 (1, 10, 19, 28, 37, ..., 1999). Da mesma forma,<br />

25<br />

Q<br />

C


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

todos os números 2 restantes no quadro são originados a partir de números que<br />

deixam resto 2 na divisão por 9 (2, 11, 20, 29, 38, ..., 2000). Comparando, vemos<br />

que cada um dos números 1 e 2 aparece 223 vezes no quadro. Portanto, ambos os<br />

números 1 e 2 aparecem o mesmo número de vezes.<br />

Soluções Nível 3 – Segunda Fase – Parte A<br />

Problema 01 02 03 04 05<br />

Resposta 9 36 750 6 339<br />

01. Sejam a, b, c e d algarismos tais que o par (ab, cd) é centenário. Então,<br />

( 10a<br />

+ b)<br />

+ ( c + d)<br />

= ( 10c<br />

+ d)<br />

+ ( a + b)<br />

= 100<br />

como b + c + d ≤ 27 , 10a ≥ 73,<br />

e assim a ≥ 8 e, de modo análogo, c ≥ 8 . Ainda<br />

mais,<br />

( 10a<br />

+ b)<br />

+ ( c + d)<br />

= ( 10c<br />

+ d)<br />

+ ( a + b)<br />

⇔ 9a<br />

= 9c<br />

⇔ a = c .<br />

Temos então 2 casos:<br />

I) a = c = 8 ⇒ 80 + b + 8 + d = 100 ⇔ b + d = 12 , sendo esta uma condição<br />

necessária e suficiente para o par em questão ser centenário. Obtemos assim os 7<br />

seguintes pares:<br />

(83;89), (84;88), (85;87), (86;86), (87;85), (88;84) e (89;83).<br />

II) a = c = 9 ⇒ 90 + b + 9 + d = 100 ⇔ b + d = 1,<br />

obtendo outros 2 pares<br />

centenários:<br />

(90;91) e (91;90).<br />

Há, assim, 9 pares centenários.<br />

02. Seja J a interseção dos segmentos BC e FG. Como M é ponto médio do<br />

segmento BC, oposto ao vértice E, conclui-se que EF é diâmetro, e<br />

∠FGE = ∠BMF<br />

= 90°<br />

. Sendo ABCDE um pentágono regular, ∠ABC = 108°<br />

.<br />

No ∆GHI : ∠GHI = α ⇒ ∠GIH<br />

= 90°<br />

− α .<br />

No ∆BJH : ∠BHJ = α ⇒ ∠BJH<br />

= 72°<br />

− α .<br />

No ∆FJM : ∠FJM = 72° − α ⇒ ∠JFM<br />

= 18°<br />

+ α .<br />

Para que os triângulos EFG e HIG sejam semelhantes, como α ≠ 18 ° + α , a única<br />

possibilidade é termos 90 ° − α = 18°<br />

+ α ⇔ α = 36°<br />

.<br />

03. No momento do primeiro cruzamento, Esmeralda e Jade percorreram a<br />

distância total igual à metade da extensão da pista. Entre o primeiro e o segundo<br />

cruzamento, as moças percorreram uma distância total igual à extensão da pista.<br />

Portanto Esmeralda correu o dobro da distância que correu até o primeiro<br />

cruzamento, ou seja, 2 ⋅ 200 = 400 metros e, deste modo, a extensão da pista é<br />

400 + 350 = 750 metros.<br />

<strong>26</strong>


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Até o primeiro encontro<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

04. Considere os três planos que passam pelo centro do octaedro e contêm 4 das<br />

12 arestas do octaedro, formando três quadrados. A secção corta no máximo dois<br />

lados de cada quadrado. Portanto corta no máximo 6 arestas do octaedro. Assim,<br />

a maior quantidade de lados que uma secção pode determinar no octaedro regular<br />

é 6. Um exemplo de secção hexagonal é um plano paralelo a duas faces opostas.<br />

05. Seja n > 1 a quantidade de dados. Podemos representar um lançamento dos n<br />

dados com a n-upla (a1, a2, …, an), sendo ai o resultado do dado i. Como ai é um<br />

inteiro entre 1 e 6, existe uma bijeção entre os pares (a1, a2, …, an) e (7 – a1, 7 –<br />

a2, …, 7 – an), de modo que a probabilidade de obter soma S = a1 + a2 + … + an é<br />

a mesma de obter soma (7 – a1) + (7 – a2) + … + (7 – an) = 7n – S . Além disso,<br />

para n + 1≤ S ≤ 7n<br />

/ 2 , a probabilidade de obter soma S – 1 é menor do que a<br />

probabilidade de obter soma S. Portanto as somas distintas S e T têm a mesma<br />

probabilidade de ocorrer se, e somente se, T = 7n – S. Em particular, a única soma<br />

com a mesma probabilidade de ocorrer que a soma 2006 é 7n – 2006.<br />

Como 2006 = 334 ⋅ 6 + 2 , precisamos jogar, no mínimo, 335 dados, ou seja,<br />

n ≥ 335 . Pelo fato acima, o valor procurado é 7 ⋅ 335 − 2006 = 339 .<br />

Soluções Nível 3 – Segunda Fase – Parte B<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />

Uma solução:<br />

Observe que teremos 1 criança com 2 brinquedos, enquanto cada uma das n – 1<br />

crianças restantes terá apenas 1 brinquedo. Assim, temos n possibilidades para a<br />

27<br />

Entre o primeiro e o segundo encontro


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

escolha da felizarda criança, e ⎟ ⎛ n + 1⎞<br />

⎜ possibilidades para escolher os 2<br />

⎝ 2 ⎠<br />

brinquedos desta criança. Restando n – 1 brinquedos e n – 1 crianças, temos (n –<br />

1)! modos de distribuir estes brinquedos entre estas crianças. Assim, temos um<br />

n 1 n 1<br />

total de n ( n 1)!<br />

n!<br />

2<br />

2 ⎟ ⎛ + ⎞ ⎛ + ⎞<br />

⎜<br />

⎟ − = ⎜ modos de distribuir os n + 1 brinquedos entre<br />

⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />

as n crianças.<br />

Outra solução:<br />

Observe que teremos 1 criança com 2 brinquedos, enquanto cada uma das n – 1<br />

crianças restantes terá apenas 1 brinquedo. Temos n escolhas para a criança que<br />

terá dois brinquedos. Escolhida tal criança, o número de maneiras de distribuir os<br />

n + 1 brinquedos é igual ao número de anagramas da palavra A1A1A2A3…An, que é<br />

( n + 1)!<br />

( n + 1)!<br />

= . Assim, o total de maneiras de distribuir os n + 1 brinquedos<br />

2!<br />

2<br />

( + 1)!<br />

entre as n crianças é ⋅<br />

2<br />

n<br />

n .<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />

Uma solução:<br />

ab + 1( a + 1)(<br />

b + 1)<br />

⇒ ab + 1ab<br />

+ a + b + 1 ⇒ ab + 1(<br />

ab + a + b + 1)<br />

− ( ab + 1)<br />

⇒<br />

⇒ ab + 1a + b ⇒ ab + 1 ≤ a + b ⇒ a(<br />

b −1)<br />

≤ b −1<br />

. Desta última desigualdade,<br />

observamos que, se b > 1,<br />

então a ≤ 1 ⇒ a = 1,<br />

ou seja, um dentre os inteiros a e<br />

b vale 1. Suponha, então, sem perda de generalidade, que a = 1. Substituindo,<br />

obtemos a = 1 ⇒ b + 12(<br />

b + 1)<br />

, o que é válido para todo inteiro positivo b. As<br />

soluções são, então, (1, b) e (a, 1).<br />

Outra solução:<br />

Como (a + 1)(b + 1) é múltiplo de ab + 1, existe um inteiro positivo k tal que<br />

( a + 1)(<br />

b + 1)<br />

= k(<br />

ab + 1)<br />

⇔ a(<br />

kb − b −1)<br />

= b − k + 1.<br />

Se kb – b – 1 = 0, então<br />

1<br />

k = 1+ , que é inteiro se, e somente se, b = 1. Se kb − b −1<br />

≠ 0 então<br />

b<br />

b − k + 1<br />

a = ≥ 1⇒<br />

b − k + 1 ≥ kb − b −1<br />

⇔ k ≤ 2 . Se k = 1, obtemos a = – (b + 1)<br />

kb − b −1<br />

< 0. Logo k = 2 e a = 1. Verifica-se que (1, b) e (a, 1) são realmente as soluções.<br />

28


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SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />

Uma solução:<br />

Sejam A’ o ortocentro do triângulo BCD e D’ o ortocentro do triângulo ABC.<br />

60 o<br />

C<br />

D’<br />

A B<br />

Como as retas CD’ e BD são ambas perpendiculares a AB, são paralelas.<br />

Analogamente, as retas BD’ e CD são paralelas. Logo o quadrilátero BDCD’ é<br />

um paralelogramo e, portanto, os triângulos BCD e BD’C são congruentes.<br />

Da mesma maneira, as retas AB e CA’ são paralelas, pois são perpendiculares a<br />

BD. Analogamente, as retas AC e BA’ são paralelas. Logo o quadrilátero CABA’ é<br />

um paralelogramo e, assim, os triângulos ABC e A’CB são congruentes.<br />

Conseqüentemente, os quadriláteros ABDC e A’CD’B são congruentes, de modo<br />

que a distância entre os ortocentros A’D’ é igual a AD.<br />

Devemos, então, calcular AD. Como os ângulos ABD ˆ e ACD ˆ são ambos retos,<br />

somam 180 o e, portanto, o quadrilátero ABCD é inscritível, sendo AD diâmetro de<br />

seu circuncírculo.<br />

3<br />

60 o<br />

C<br />

A 4<br />

B<br />

Pela lei dos co-senos,<br />

2 2 2<br />

2 2 2 1<br />

BC = AB + AC − 2 ⋅ AB⋅<br />

AC ⋅ cos60<br />

⇔ BC = 4 + 3 − 2⋅<br />

4⋅<br />

3⋅<br />

⇔ BC =<br />

2<br />

Enfim, pela lei dos senos,<br />

13 2 39<br />

2<br />

sen 60<br />

3<br />

= = =<br />

BC<br />

AD<br />

R<br />

<br />

29<br />

D<br />

3<br />

2<br />

=<br />

D<br />

A’<br />

13


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

2 39<br />

e, portanto, a distância entre os ortocentros é .<br />

3<br />

Outra solução:<br />

Sejam A’ o ortocentro do triângulo BCD e D’ o ortocentro do triângulo ABC.<br />

y<br />

60 o<br />

C<br />

D’<br />

A B<br />

Sejam A = (0;0) e B = (4;0). Sendo AC = 3 e m(BÂC) = 60 o , podemos supor que C<br />

⎛ ⎞<br />

<br />

<br />

=<br />

⎜<br />

3 3 3<br />

( 3cos<br />

60 ; 3sen<br />

60 ) = ⎟<br />

⎜<br />

; . Como a reta CD’ é perpendicular ao eixo x,<br />

⎟<br />

⎝ 2 2 ⎠<br />

3<br />

admite equação x = . Além disso, sendo a reta BD’ perpendicular à reta AC, de<br />

2<br />

<br />

− 1<br />

coeficiente angular tg 60 = 3 , seu coeficiente angular é . Logo, sendo<br />

3<br />

⎛ 3 ⎞ a − 0 1 5 3<br />

D ' = ⎜ ; a⎟<br />

, = − ⇔ a = .<br />

3<br />

⎝ 2 ⎠ − 4 3 6<br />

2<br />

Calculemos agora A’. Como A’ pertence à perpendicular a BD por C, então<br />

⎛ ⎞<br />

⎜<br />

3 3<br />

A ' = ⎟<br />

⎜<br />

b;<br />

. A reta CD é perpendicular a AC e, portanto, tem coeficiente<br />

⎟<br />

⎝ 2 ⎠<br />

− 1<br />

angular . Enfim, sendo A’B perpendicular a CD, tem coeficiente angular<br />

3<br />

1<br />

3<br />

1<br />

3<br />

=<br />

3 3<br />

−<br />

− 0 2<br />

11<br />

. Deste modo, = 3 ⇔ b = .<br />

−<br />

b − 4<br />

2<br />

Logo a distância entre os ortocentros A’ e D’ é<br />

2<br />

2<br />

⎛11<br />

3 ⎞ ⎛ 3 3 5 3 ⎞ 2 39<br />

⎜ − ⎟ + ⎜ − ⎟ = .<br />

⎝ 2 2 ⎠<br />

⎜ 2 6 ⎟<br />

⎝ ⎠ 3<br />

30<br />

D<br />

A’<br />

x


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4:<br />

Os primeiros valores da seqüência são:<br />

F1 = 1, F2 = 1, F3 = 2, F 4 = 3, F 5 = 5, F 6 = 8, F 7 = 13, F 8 = 21, F 9 = 34<br />

Nota-se que, para n > 7, Fn > 2n. De fato, indutivamente, se Fn > 2n e Fn + 1 > 2(n<br />

+ 1) então Fn + 2 = Fn + 1 + Fn > 2(n + 1) + 2n > 2(n + 2).<br />

3n 4n<br />

Portanto Fn > 2n > > > n para n > 7, de modo que para resolver as<br />

2 3<br />

3n 4n<br />

equações Fn = n, Fn = , Fn = , basta testar os valores de n menores ou<br />

2 3<br />

iguais a 7.<br />

Se n > 5, de Fm ⋅ Fn = mn devemos ter Fm < m, donde m < 5. Logo pelo menos um<br />

dos números m e n deve ser no máximo 5. Suponha, sem perda de generalidade, n<br />

≤ 5. Observando os possíveis valores de n:<br />

• n = 1 ⇒ Fm = m, cujas soluções são m = 1 e m = 5.<br />

• n = 2 ⇒ Fm = 2m, que não possui solução.<br />

• n = 3 ⇒ 2Fm = 3m, que não possui solução.<br />

• n = 4 ⇒ 3Fm = 4m, que possui a única solução m = 6.<br />

• n = 5 ⇒ Fm = m, cujas soluções são m = 1 e m = 5.<br />

Os pares (m, n) que satisfazem a relação pedida são:<br />

(1, 1), (1, 5), (4, 6), (5, 1), (5, 5) e (6, 4).<br />

31


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

Problemas e Soluções da Terceira Fase<br />

PROBLEMAS – NÍVEL 1<br />

PROBLEMA 1<br />

Considere as seguintes seqüências:<br />

S1: 12345678, 81234567, 78123456, ..., na qual o último algarismo do termo<br />

anterior (algarismo das unidades) torna-se o primeiro algarismo à esquerda do<br />

próximo termo.<br />

S2: 1234567898765, 5612345678987, 7856123456789, ..., na qual o algarismo<br />

das unidades torna-se o primeiro algarismo à esquerda do próximo termo, e o das<br />

dezenas torna-se o segundo algarismo à esquerda.<br />

a) Apresente o quinto termo da seqüência S1 e o quarto termo da seqüência S2.<br />

b) A seqüência S1 tem 2006 termos. Qual é o seu último termo?<br />

c) A seqüência S2 termina quando o primeiro termo se repete. Quantos termos<br />

tem essa seqüência?<br />

PROBLEMA 2<br />

Na adição abaixo, cada símbolo representa um único algarismo e símbolos<br />

diferentes representam algarismos diferentes.<br />

Determine o valor de cada símbolo, ou seja, descubra tais valores e mostre que<br />

não existem outras possibilidades.<br />

PROBLEMA 3<br />

Um atirador lança flechas no alvo representado<br />

ao lado. Os números indicam a pontuação<br />

obtida em cada região atingida pela flecha (se a<br />

flecha acertar exatamente uma linha, a<br />

pontuação é a menor das duas regiões). Note<br />

que a região fora do retângulo não rende<br />

pontos.<br />

32


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

a) Se numa competição, cada participante atira 2 flechas, quantas pontuações<br />

diferentes podem ser obtidas?<br />

b) Numa outra competição, cada participante atirou 3 flechas.<br />

Curiosamente, não houve empates e todas as pontuações possíveis foram<br />

atingidas. Quantos participantes havia nesta competição?<br />

PROBLEMA 4<br />

Dentre os polígonos de 5 lados, o maior número possível de vértices<br />

alinhados, isto é, pertencentes a uma única reta, é três, como mostrado a seguir.<br />

Qual é a maior quantidade de vértices alinhados que um polígono de 12 lados<br />

pode ter?<br />

Atenção: além de desenhar um polígono de 12 lados com o número<br />

máximo de vértices alinhados, lembre-se de mostrar que não existe um outro<br />

polígono de 12 lados com mais vértices alinhados do que este.<br />

PROBLEMA 5<br />

A partir do tabuleiro mostrado nas figuras abaixo e quatro peças, duas circulares<br />

cinzas e duas quadradas pretas, Esmeraldinho inventou o seguinte jogo:<br />

• Inicialmente, as peças são colocadas no tabuleiro como mostra a figura 1.<br />

Figura 1<br />

33


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

• A meta do jogo é, após um certo número de movimentos, trocar as peças<br />

de posição, chegando na situação mostrada na figura 2.<br />

Figura 2<br />

• Cada movimento consiste em mover uma das<br />

quatro peças uma ou mais casas acima, abaixo, à<br />

esquerda ou à direita; todavia, tal peça não pode<br />

“pular” nenhuma peça que, eventualmente, esteja<br />

no caminho, ou ocupar uma casa onde já existe<br />

uma peça. Por exemplo, a peça marcada com A só<br />

pode se mover para alguma das casas destacadas<br />

em cinza.<br />

• Os movimentos dos círculos e dos quadrados são alternados. O jogo<br />

começa com um movimento de um dos quadrados.<br />

Determine a menor quantidade total de movimentos necessários para terminar o<br />

jogo. Mostre, passo-a-passo, através de desenhos, como movimentar as peças<br />

com esta quantidade de movimentos e prove que não é possível terminar o jogo<br />

com menos movimentos.<br />

PROBLEMAS – NÍVEL 2<br />

PROBLEMA 1<br />

Escrevemos, em fila, os números 1, 2, 3, …, n. A cada passo, tomamos os dois<br />

últimos números da fila anterior, escrevemos primeiramente o último, depois<br />

o penúltimo e, enfim, os outros<br />

n – 2, na ordem em que aparecem. Por exemplo, para n = 12 obtemos<br />

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 → 12, 11, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10<br />

→ 10, 9, 12, 11, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 → ...<br />

Qual a menor quantidade de passos necessários para escrevermos<br />

novamente os números 1, 2, 3, …, n, nessa ordem, quando<br />

(a) n = 2006?<br />

(b) n = 2005?<br />

34<br />

A


PROBLEMA 2<br />

Veja o problema No. 4 do Nível 1<br />

EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

PROBLEMA 3<br />

Encontre todos os pares ordenados (x; y) de inteiros tais que x 3 – y 3 = 3(x 2 – y 2 ).<br />

PROBLEMA 4<br />

Quantos subconjuntos {a, b, c} de três elementos distintos de {1, 2, 3, …, 100}<br />

são tais que b é a média aritmética de a e c (a < b < c)?<br />

PROBLEMA 5<br />

Seja ABC um triângulo acutângulo e H o seu ortocentro. Sejam M, N e R os<br />

pontos médios de AB, BC e AH, respectivamente. Determine a medida do ângulo<br />

MNR ˆ se o ângulo ABC ˆ mede 70 o .<br />

PROBLEMA 6<br />

Em um torneio de tênis de mesa (no qual nenhum jogo termina empatado), cada<br />

um dos n participantes jogou uma única vez contra cada um dos outros. Sabe-se<br />

que, para todo k > 2, não existem k jogadores J1, J2, …, Jk tais que J1 ganhou de<br />

J2, J2 ganhou de J3, J3 ganhou de J4, …, Jk – 1 ganhou de Jk, Jk ganhou de J1.<br />

Prove que existe um jogador que ganhou de todos os outros e existe um jogador<br />

que perdeu de todos os outros.<br />

PROBLEMAS – NÍVEL 3<br />

PROBLEMA 1<br />

Seja ABC um triângulo, P o pé da bissetriz interna relativa ao lado AC e I<br />

seu incentro. Se AP + AB = CB, prove que API é um triângulo isósceles.<br />

PROBLEMA 2<br />

Seja n um inteiro, n ≥ 3 . Definimos f(n) como a maior quantidade possível de<br />

triângulos isósceles cujos vértices pertencem a algum conjunto de n pontos do<br />

plano sem três pontos colineares. Prove que existem constantes positivas a e b<br />

tais que an 2 < f(n) < bn 2 , para todo n inteiro, n ≥ 3.<br />

PROBLEMA 3<br />

Determine todas as funções f : R → R tais que<br />

para todos x, y reais.<br />

( xf ( y)<br />

+ f ( x)<br />

) = 2 f ( x)<br />

xy<br />

f +<br />

35


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

PROBLEMA 4<br />

Um número inteiro positivo é arrojado quando tem 8 divisores positivos cuja<br />

soma é 3240. Por exemplo, o número 2006 é arrojado porque seus 8 divisores<br />

positivos, 1, 2, 17, 34, 59, 118, 1003 e 2006, somam 3240. Encontre o menor<br />

número inteiro positivo arrojado.<br />

PROBLEMA 5<br />

Seja P um polígono convexo de 2006 lados. As 1003 diagonais ligando vértices<br />

opostos e os 1003 segmentos que ligam os pontos médios dos lados opostos são<br />

concorrentes, ou seja, todos os 2006 segmentos possuem um ponto em comum.<br />

Prove que os lados opostos de P são paralelos e congruentes.<br />

PROBLEMA 6<br />

O professor Piraldo participa de jogos de futebol em que saem muitos gols e tem<br />

uma maneira peculiar de julgar um jogo. Um jogo com placar de m gols a n gols,<br />

m ≥ n , é dito equilibrado quando m ≤ f (n)<br />

, sendo f(n) definido por f(0) = 0 e,<br />

para n ≥1<br />

, f ( n)<br />

= 2n<br />

− f ( r)<br />

+ r , onde r é o maior inteiro tal que r < n e<br />

f ( r)<br />

≤ n .<br />

1+ 5<br />

Sendo φ = , prove que um jogo com placar de m gols a n, m ≥ n , está<br />

2<br />

equilibrado se m ≤ φn<br />

e não está equilibrado se m ≥ φn<br />

+ 1.<br />

SOLUÇÕES – NÍVEL 1<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: BRUNO SILVA MUCCIACCIA (VITÓRIA – ES)<br />

S1: 12345678, 81234567, 78123456, 67812345, 56781234<br />

a) 5º termo da seqüência S1: 56781234<br />

4º termo da seqüência S2: 9878561234567<br />

S2: 1234567898765, 5612345678987, 7856123456789, 9878561234567.<br />

b) O último termo da seqüência S1 é: 45678123<br />

Pois quando se aumenta de 8 em 8, a seqüência se repete, então o 2001º número é<br />

igual ao 1º. E o 2006º número é igual ao 6º.<br />

c) Essa seqüência tem 43 termos, pois se percebe que quando as posições<br />

aumentam de 7 em 7, os números ímpares permanecem no lugar e os pares<br />

andam 2 casas para a direita, só quando o número par estiver na penúltima<br />

36


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

posição que ele anda três casas; assim, como há 13 algarismos andando 5<br />

vezes duas casas, os algarismos pares andam 10 casas para a direita, mas, no<br />

final da seqüência, andam três casas, então andando 6 × 7 vezes, eu repito a<br />

sequência. Como começa no No.1, na seqüência há 6 × 7 + 1 termos igual a<br />

43. (Pois a seqüência acaba quando o número se repete).<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: SOLUÇÃO DA BANCA<br />

a b<br />

b c<br />

+ c a<br />

a b c<br />

Como abc < 3 × 99 = 297 ⇒ a = 0, a = 1 ou a = 2.<br />

Como a + b + c ≡ c (mod 10) ⇒ a + b ≡ 0 (mod 10) ⇒ b + 1 ≡ 0 (mod 10) ou<br />

b + 2 ≡ 0 (mod 10), temos b = 8 ou b = 9 (não podemos ter a = b = 0).<br />

Como a + b + c + 1 = 10 a + b, temos c + 1 = 9a.<br />

Se a = 1, então c = 8<br />

Se a = 2, c = 17 (não é possível!).<br />

Logo, a única solução é a = 1, b = 9 e c = 8.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: COLABORAÇÃO DE RÉGIS P. BARBOSA (FORTALEZA – CE)<br />

a) Vejamos se é possível obter uma mesma pontuação de dois jeitos diferentes:<br />

(a, b) e (c, d), com a ≥ b, c ≥ d e a+ b = c+ d.<br />

Se tivermos<br />

a = c, a+ b = a+ d ⇒ b = d, e logo ( a, b) ⇒ ( c, d).<br />

Agora suponhamos sem<br />

perda de generalidade a > c.<br />

Teremos a ≤ a+ b = c+ d ≤ 2, c mas, se olharmos<br />

as pontuações nas regiões, podemos observar que a menor pontuação possível<br />

maior que c é 3c ou 3c + 1. No caso c = 0, 1≤a ≤ 2c = 0. Absurdo! E se<br />

c > 0, 3c ≤ a ≤ 2c ⇒ c ≤ 0, absurdo!<br />

Assim só tem um jeito para cada pontuação possível (a, b) com a ≥ b,<br />

dada a<br />

soma S = a + b. Agora vamos contá-las.<br />

Se a = b, pode ser: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )<br />

0,0 ; 1,1 ; 3,3 ; 9,9 ; 27, 27 ; 81,81 . Se a > b, basta<br />

escolhermos um par de pontuações distintas pois a ordem está definida. Temos 6<br />

possibilidades para o primeiro número e 5 para o segundo (que não pode ser igual<br />

ao primeiro) e dividimos por 2 já que os pares são contados duas vezes (aparecem<br />

37


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

6⋅ 5<br />

tanto {0, 1} quanto {1, 0}), obtendo: = 15 possibilidades. Assim são 6 +<br />

2<br />

15 = 21 pontuações possíveis.<br />

b) Usaremos um raciocínio parecido com o do item (a). Veja quando a mesma<br />

pontuação pode ser obtida de dois modos: ( abc , , ) e ( de , , f ), com<br />

a ≥b ≥ c,<br />

d ≥ e ≥ f e a+ b+ c = d + e+ f<br />

Se a = d recai no item (a): (b ; c); (e, f) com b ≥ c,<br />

e ≥ f e b+ c = e+ f já<br />

vimos que nesse caso b = e e c = f.<br />

Assim suponhamos a > d. Temos: a ≤ a+ b+ c = d + e+ f ≤ 3 d.<br />

Se d = 0,1 ≤ a ≤ 0. Absurdo!<br />

Assim tomemos d > 0. Se a > d já vimos que a ≥ 3 d;<br />

como<br />

a ≤ a+ b+ c = d + e+ f ≤ 3d<br />

≤ aocorrerão<br />

todas as igualdades: b = c = 0 e e =<br />

f = d, e concluímos que as únicas pontuações obtidas de dois modos são:<br />

( 3 x,0,0 ) e ( xxx , , ) com x > 0 e 3x ≤ 81⇒ x ≤ 27 já que a é uma pontuação<br />

de uma flecha. Temos agora três casos:<br />

(i) a > b > c:<br />

Temos que tomar 3 números distintos, seguindo o raciocínio do<br />

item (a), teremos: 6⋅5⋅ 4 mas dessa vez cada trio aparecerá 6 vezes:<br />

{ x, y, z};{ x, z, y};{ y, xz , };{ y, zx , };{ zxy , , };{ z, y, x} que são tudo a mesma<br />

6 ⋅5⋅ 4<br />

coisa, assim temos = 20 possibilidades.<br />

6<br />

(ii) a > b = c ou a = b > c:<br />

Basta contar os pares e multiplicar por dois pois o<br />

par (a, b) gera (a, a, b) e (a, b, b). Já vimos no item (a) que são 15 pares, assim<br />

temos aqui 30 possibilidades.<br />

(iii) a = b = c: Como deduzimos as somas obtidas por (x, x, x) com 0 < x ≤ 27,<br />

que já foram contadas então devemos contar apenas: x = 0 e x = 81, isto é,<br />

somente mais 2 possíveis somas.<br />

Assim, como o número de participantes é igual ao número de somas possíveis<br />

distintas, são: 20 + 30 + 2 = 52 participantes.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4<br />

Ver solução do problema 2 do nível 2.<br />

38


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SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: LEONARDO BURATO FOUREAUX (LINHARES - ES)<br />

Com 8 movimentos.<br />

1<br />

5<br />

Resultado final<br />

SOLUÇÕES – NÍVEL 2<br />

2<br />

6<br />

39<br />

3<br />

7<br />

Não existe outra maneira de mover as peças com menos<br />

movimentos, pois o mínimo de cada peça para chegar ao<br />

lugar da outra é de 2 movimentos e sendo 4 peças, são no<br />

mínimo 4 ⋅ 2 = 8 movimentos.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: THIAGO S. WARWAR TEIXEIRA (RIO DE JANEIRO – RJ)<br />

a) n = 2006<br />

n<br />

Com n sendo par, a cada passos, partindo do início, nota-se que todos os<br />

2<br />

números ímpares trocarão de posição com o número par a sua frente, depois todos<br />

os pares trocarão de posição com o número ímpar que estiver a sua frente, e assim<br />

sucessivamente.<br />

Logo, com n = 2006, teremos, após 1003 passos:<br />

2, 1, 4, 3, 6, 5..., 2004, 2003, 2006, 2005<br />

4<br />

8


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E, depois de mais 1003 passos, teremos:<br />

1, 2, 3, 4, 5, 6, ..., 2003, 2004, 2005, 2006 (ordem inicial)<br />

Ou seja, para n = 2006, a menor quantidade de passos necessários para<br />

reescrever: 1, 2, 3,..., 2005, 2006, é de 2006 passos.<br />

b) n = 2005<br />

Para resolver esta questão, recorreremos a exemplos menores:<br />

1, 2, 3 → 3, 2, 1 → 1, 2, 3 → 2 passos<br />

1, 2, 3, 4, 5 → 5, 4, 1, 2, 3 → 3, 2, 5, 4, 1 → 1, 4, 3, 2, 5 → 5, 2, 1, 4, 3 → 3, 4, 5,<br />

2, 1 → 1, 2, 3, 4, 5 → 6 passos<br />

Com base nos exemplos, percebe-se que os números ímpares: 1, 3, 5... estarão<br />

sempre nas posições ímpares: 1ª., 3ª., 5ª., ..., não necessariamente nesta ordem,<br />

conseqüentemente, os pares estarão nas posições pares.<br />

Nota-se também que para os x números ímpares reestabelecerem sua ordem<br />

original, deverão ser feitos x passos, e para os (x – 1) números pares, serão<br />

tomados (x – 1) passos.<br />

Logo para achar o número mínimo de passos necessários, devemos calcular o<br />

mínimo múltiplo comum entre x e (x – 1), que independente do valor de x, será<br />

sempre x⋅( x−<br />

1).<br />

Então, para calcular o valor mínimo de passos para n= 2005, devemos multiplicar<br />

1003 (quantidade de ímpares) por 1002 (quantidade de pares), o que resulta em<br />

1005006.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: ILLAN FEIMAN HALPERN (ITATIAIA – RJ)<br />

A maior quantidade de vértices alinhados que um polígono de 12 lados pode ter é<br />

8. Um exemplo de polígono assim é:<br />

Mostrarei agora que não existe polígono de 12 lados com 9 vértices colineares.<br />

Em um polígono 3 vértices consecutivos não podem ser colineares, escolhendo 9<br />

pontos em 12, pelo menos haverá um trio de pontos consecutivos. Demostração:<br />

Nomeie os vértices em ordem de V 1 a 12 V , sendo que 1 V é consecutivo de V12 e<br />

V 2 ; 2 V é consecutivo de 1 V e V 3 e assim por diante. Sejam:<br />

G =<br />

{ V ; V ; V }<br />

1 1 2 3<br />

40


G = { V ; V ; V }<br />

2 4 5 6<br />

G = { V ; V ; V }<br />

3 7 8 9<br />

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G4 = { V10; V11; V12}<br />

Pelo princípio da casa dos pombos, escolhendo-se 9 vértices, haverá pelo menos<br />

um conjunto com 3 vértices escolhidos.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: COLABORAÇÃO DE RÉGIS P. BARBOSA (FORTALEZA – CE)<br />

3 3<br />

Temos: x − y<br />

2 2 2 2<br />

= 3( x − y ) ⇒ ( x − y)( x + xy+ y ) = 3( x − y)( x + y).<br />

3 3<br />

x− y = 0⇒ x − y = 0 e<br />

2 2<br />

3( x − y ) = 0. Temos assim as soluções<br />

( x, y) = ( a, a), ∀a∈Z .<br />

Agora suponhamos x− y ≠ 0; assim podemos cortar logo:<br />

2 2 2 2<br />

x xy y x y x y x y y<br />

+ + = 3 + 3 ⇒ + ( − 3) + ( − 3 ) = 0, e logo<br />

2 2 2 2 2<br />

∆= ( y−3) −4( y −3 y) ⇒∆= y − 6y+ 9− 4y + 12y =− 3y + 6y+ 9 =<br />

=− 3( y+ 1)( y−<br />

3)<br />

Note que x∈Z ⇒∆≥0⇒− 3( y+ 1)( y−3) ≥0 ⇒ ( y+ 1)( y−3)<br />

≤0.<br />

Analisando a inequação, se y < −1 ⇒ ( y+<br />

1) < 0, ( y− 3) < 0 ⇒ ( y+ 1)( y−<br />

3) > 0 e<br />

y > 3 ⇒ ( y−<br />

3) > 0 e ( y+ 1) > 0 ⇒ ( y+ 1)( y−<br />

3) > 0.<br />

Assim os y´s que buscamos satisfazem: −1≤ y ≤ 3, y∈Z ⇒ y = −1,0,1,2,3.<br />

Vamos verificar para cada um os possíveis valores de x.<br />

2 2<br />

(I) y =−1⇒∆= 0 e a equação é: x − 4x+ 4 = 0 ⇒ ( x−<br />

2) = 0, donde<br />

x = 2 ⇒ ( x, y)<br />

= (2, − 1).<br />

2<br />

(II) y = 0⇒ ∆ = 9 e a equação é: x − 3x = 0 ⇒ x( x−<br />

3) = 0,<br />

donde x = 0 ou<br />

x = 3 ⇒ ( x, y)<br />

= (0,0),(3,0).<br />

(III) y = 1⇒ ∆ = 12e<br />

a equação é:<br />

2 − b ± ∆ 2± 12<br />

x −2x− 2 = 0⇒ x = = ⇒ x = 1± 3. Assim, para y = 1,<br />

2a2 não existe x ∈ Z que satisfaz a equação do segundo grau.<br />

(IV) y = 2⇒ ∆ = 9e<br />

a equação é:<br />

2<br />

− b±<br />

∆ 1± 3<br />

x −x− 2= 0⇒ x= = ⇒ x=<br />

2ou<br />

x = −1 ⇒ ( x, y)<br />

= (2,2),( − 1,2).<br />

2a2 2<br />

(V) y = 3⇒ ∆ = 0 e a equação é: x = 0⇒ x = 0 ⇒ ( x, y)<br />

=<br />

(0,3).<br />

41


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Assim os pares ordenados são: ( x, y) = (2, −1),( − 1,2),(3,0),(0,3) e ( a, a),<br />

∀a∈Z .<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: RAFAEL HORIMOTO DE FREITAS (SÃO PAULO – SP)<br />

A + C<br />

A soma de A e C deve ser par pois a média entre A e C , , resulta em um<br />

2<br />

inteiro B, para isso A e C devem ser números pares ao mesmo tempo ou devem<br />

ser números ímpares ao mesmo tempo.<br />

No começo podemos escolher 100 A´s diferentes; para cada A ímpar, restam 49<br />

ímpares, e, se A for par, restam 49 pares para escolher no lugar de C, e por último<br />

só há um número B para escolher pois só há uma média aritmética entre A e C.<br />

Em metade dos casos ocorrerá A > C, pois para cada casa em que A < C podemos<br />

trocar os valores de A e C, metade dos casos são inválidos.<br />

100⋅49⋅ 1<br />

No final temos = 2450 subconjuntos.<br />

2<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: RAFAEL GRIBEL DE PAULA NEVES (RIO DE JANEIRO – RJ)<br />

B<br />

α<br />

M<br />

α<br />

20° + θ<br />

K<br />

A<br />

20° θ<br />

20°<br />

70°– α 70°<br />

J<br />

R<br />

H<br />

β<br />

w<br />

MR é base média do ∆ABH → AM R ≅ ABH <br />

MJ é mediana relativa a AB (e AJB é retângulo) → BAJ ≅ AJM <br />

N<br />

MN é base média do ∆ABC → BM N ≅ B AC<br />

Seja K a interseção de BH e MN. No ∆ BKM , α+ 20°+ θ = 90°→ NMR = 90°<br />

42<br />

I<br />

w<br />

C


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Os triângulos JNR e MNR são retângulos e dividem a mesma base NR → o<br />

quadrilátero MJNR é inscritível → M JR ≅ M NR , donde MNR= 20°<br />

.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6 PARTE A: RENAN HENRIQUE FINDER (JOINVILLE – SC)<br />

Inicialmente, vamos provar o teorema para n = 3. Chamemos de vitorioso o<br />

jogador que venceu os demais. Usemos a notação (X♦Y) para (X venceu Y).<br />

Sejam A, B e C os três jogadores. Suponhamos (sem perda de generalidade)<br />

(A♦B). Se (B♦C), então, como não podemos ter (C♦A), (teríamos<br />

J1 = A, J2 = B e J3 = C violando o enunciado), temos A vitorioso. Senão,<br />

temos que (C♦B), ou seja, o vencedor de A contra C é vitorioso.<br />

Suponhamos agora que o enunciado valha para n jogadores. Em um torneio com<br />

os jogadores A1, A2, A3... e A n+<br />

1,<br />

haverá um “subtorneio” entre os jogadores<br />

A1, A2, A3,... e A n.<br />

Suponhamos sem perda de generalidade que seja A 1 é o<br />

vitorioso do subtorneio. Se 1 A ♦ A n+<br />

1 , A 1 é o vitorioso do torneio.<br />

Se A n+<br />

1 ♦ A 1 , podemos analisar ternas de jogadores em “subtorneios” para<br />

chegarmos a uma conclusão.<br />

Terna Conclusão<br />

A1, A2, A n+<br />

1<br />

( A n+<br />

1 ♦ A1 ∧ A1 ♦ A2) A n+<br />

1<br />

A1, A3, A n+<br />

1<br />

( A n+<br />

1 ♦ A1 ∧ A1 ♦ A3) A n+<br />

1<br />

<br />

A1, An, A n+<br />

1<br />

( A n+<br />

1 ♦ A1 ∧ A1 ♦ An) A n+<br />

1<br />

43<br />

⇒ ♦ A 2<br />

⇒ ♦ A 3<br />

⇒ ♦ A n<br />

Concluímos que A n+<br />

1 é vitorioso. De qualquer modo, há um vitorioso. Assim,<br />

indutivamente, confirma-se o enunciado. Analogamente, conclui-se que há um<br />

jogador que tenha perdido todas as partidas.<br />

Obs. O teorema provado é mais geral. Poderia ser enunciado como “se um<br />

jogador A vencer B e B vencer C, é impossível C vencer A. Então, há um jogador<br />

que vença todos os demais”. Ele se torna até intuitivo se o enunciarmos assim:<br />

“quando um jogador vence outro, que vence um terceiro, o primeiro vencerá o<br />

terceiro”.<br />

PARTE B: EDSON RYOKEI ONAGA (SÃO PAULO – SP)<br />

Para indicar o vencedor de uma disputa, vamos utilizar uma seta: J x → J y (Isso<br />

significa que x J perdeu para J y ). A seta aponta para o vencedor.


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Vamos supor que nenhum jogador perdeu todas as partidas. Assim, J 1 ganhou,<br />

pelo menos 1 partida.<br />

O esquema dele será assim:<br />

J1 ← J 2<br />

J também não perdeu todas, o esquema ficará assim:<br />

Como 2<br />

J1 ← J2 ← J3<br />

← ...<br />

Observe que nenhum jogador pode aparecer 2 vezes nessa seqüência.<br />

Vejamos o porquê:<br />

Supondo que J 2 apareça de novo no esquema:<br />

J1 ← J2 ← J3 ← J4 ← J2<br />

Observe que ocorre a seguinte situação:<br />

J 2 ganhou de J 3, J 3 ganhou de J 4 e 4 J ganhou de 2 . J<br />

Como o enunciado da questão não permite essa situação, não podemos repetir<br />

nenhum jogador na seqüência.<br />

Como n não é infinito, essa seqüência é finita.<br />

O único modo de terminar o esquema é se algum jogador não perder nenhuma<br />

partida, pois, após um invicto, não poderemos colocar nenhum outro jogador.<br />

Logo, há um jogador que ganhou de todos os outros.<br />

Da mesma forma que a seqüência tem um fim à direita, ela deve ter um fim à<br />

esquerda.<br />

Pelas mesmas condições citadas acima, o último à esquerda do esquema será o<br />

jogador que perder de todos os outros.<br />

Há um jogador que perdeu de todos os outros.<br />

SOLUÇÕES – NÍVEL 3<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: RENAN LIMA NOVAIS (RIO DE JANEIRO - RJ)<br />

I) Desenhando a figura da questão, temos:<br />

B<br />

I<br />

A<br />

C<br />

P<br />

II) Por ser o ponto I incentro, sabemos que este ponto eqüidista dos três lados do<br />

∆ ABC , podendo-se inscrever um círculo no ∆ ABC . Além disso, por ser o<br />

44


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

ponto I o incentro do triângulo ∆ ABC , temos que AI é bissetriz do ângulo<br />

B AC .<br />

III) Observemos agora as alterações da figura:<br />

B<br />

I<br />

A<br />

C<br />

P<br />

IV) Aplicando o teorema das bissetrizes internas no triângulo ∆ ABP , de<br />

bissetriz AI , temos:<br />

BI PI AP AB AB AP+ AB<br />

= ⇒ = ⇒ =<br />

AB AP PI BI BI PI + BI<br />

Mas como é dito no enunciado da questão que AP+ AB = BC,<br />

logo temos:<br />

AB BC AB BI<br />

= ⇒ =<br />

BI PB BC PB<br />

V) Assim, podemos notar que os triângulos ABI e CBP são semelhantes pelo<br />

AB BI<br />

caso LAL de semelhança (pois = e ABP ≡ PBC ).<br />

BC PB<br />

Logo BCP ≡ BAI.<br />

VI) Observemos agora a figura novamente alterada:<br />

A<br />

B<br />

I<br />

P<br />

45<br />

C


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

VII) Como BIA ≡ BPC , AIP é suplemento de BIA e, conseqüentemente,<br />

suplemento de BPC e BPA é suplemento de BPC, logo AIP ≡ BPA . Assim,<br />

o triângulo AIP é isósceles.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: LÚCIO ASSAOKA HOSSAKA (CURITIBA – PR)<br />

Primero vamos provar que existe b. Podemos escolher dois pontos de<br />

nn− ( 1)<br />

formas, e traçar um segmento entre eles. Suponha agora que sobre cada<br />

2<br />

um deles haja dois triângulos isósceles com base no segmento em questão. Mais<br />

de dois triângulos com base no mesmo segmento implicaria em 3 vértices<br />

colineares, contidos na mediatriz do segmento. (Observe que a intenção não é a<br />

de obter um número exato, e sim uma cota razoável). Assim, certamente<br />

nn ( −1)<br />

2<br />

f ( n) ≤ ⋅ 2 = n( n− 1) = n −n, donde se ve que b = 1 é suficiente, ou<br />

2<br />

seja, existe.<br />

No caso de a, vamos dividir em dois casos: n par e n ímpar.<br />

n ímpar: Se arranjarmos os n pontos como vértices de um polígono regular de n<br />

vértices, podemos criar um valor mínimo que sabemos que não é necessariamente<br />

( n −1) 1<br />

f(n), mas que é menor ou igual a ele. Veremos que esse valor é ⋅n⋅ .<br />

2 3<br />

n −1 Veja por que: para cada vértice há pares de outros vértices equidistantes,<br />

2<br />

que formarão a base de um triângulo isósceles. São n vértices, e multiplicamos<br />

por 1<br />

para evitar a possível contagem de triângulos mais de uma vez (como no<br />

3<br />

caso do eneágono regular, por ex.).<br />

2<br />

n − n 2<br />

Resolvendo > an , queremos que a seja tal que a inequação seja<br />

6<br />

1⎛ 1⎞<br />

verdadeira para n ≥ 3. Isso equivale a ⎜1 − ⎟ > a.<br />

Como<br />

6 ⎝ n ⎠<br />

1⎛ 1⎞ 1 2 1<br />

1<br />

n ≥3, ⎜1 − ⎟ ≥ ⋅ = , e logo qualquer a < serve. Ou seja a existe para<br />

6⎝ n ⎠ 6 3 9<br />

9<br />

n ímpar, pelo menos.<br />

46


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

n par: análogo ao caso anterior, com a diferença de que colocamos um ponto no<br />

centro do polígono regular, que agora tem n – 1 vértices. O número de possíveis<br />

( n−1)( n−2) ( n−1)( n−2)<br />

2<br />

triângulos isósceles é de<br />

+ > an (a última parcela<br />

6 2<br />

corresponde aos que tem vértice no ponto central). Isso equivale a<br />

2 2 2⎛ 1⎞⎛ 2⎞<br />

( n−1)( n− 2) > an ⇔ ⎜1− ⎟⎜1 − ⎟ > a.<br />

3 3⎝<br />

n⎠⎝ n⎠<br />

2⎛ 1⎞⎛ 2⎞ 2 3 1 1<br />

1<br />

Como n ≥ 4, ⎜1− ⎟⎜1 − ⎟ ≥ ⋅ ⋅ = , e logo qualquer a < serve.<br />

3⎝ n⎠⎝ n⎠<br />

3 4 2 4<br />

4<br />

Existe a constante nesse caso também, finalizando a demonstração.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: RAFAEL MENDES DE OLIVEIRA (RIO DE JANEIRO – RJ)<br />

Fazendo x = 1 na equação original, temos que:<br />

f ( f ( y) + f (1)) = 2 f (1) + y∴f<br />

é sobrejetora, pois repare que, fazendo y = a –<br />

2f(1), temos que f ( f ( a− 2 f (1)) + f (1)) = a, ∀a∈ .<br />

Como f é sobrejetora, ∃α∈Rtal que f ( α ) = 0.<br />

Se α = 0, temos que, fazendo y = 0 na equação original, obteremos<br />

f ( f ( x)) = 2 f ( x).<br />

Como f é sobrejetora, para todo a ∈ R ∃ xa<br />

tal que<br />

f ( xa) = a.<br />

De f ( f ( x)) = 2 f ( x),<br />

obtemos:<br />

f ( f ( xa)) = 2 f ( xa) ⇒ f ( a) = 2 a, ∀a∈R .<br />

Testando f ( x) = 2x<br />

na equação original, vemos que esta função obviamente não<br />

é solução. Logo, podemos concluir que α ≠ 0.<br />

Como α ≠ 0, fazendo x = α na equação original, obtemos:<br />

f ( α f ( y)) = α y.<br />

Logo, concluímos que f também é injetora, pois<br />

f ( x) = f( y) ⇒ f( α f( x)) = f( αf( y)) ⇒ αy= αxe<br />

como<br />

α ≠ 0, αy= αx⇒<br />

x= y (logo f é injetora).<br />

Fazendo x = α na equação original, obtemos:<br />

f ( α f ( y)) = α y.<br />

Fazendo y = 0 em f ( x f ( y) ) = α y,<br />

temos que:<br />

f ( α f (0)) = 0. Como f ( α ) = 0, temos que α = α f (0), pois f é injetora. Logo,<br />

como α ≠ 0, temos que f (0) = 1.<br />

Fazendo x = y = 0 na equação original, obtemos:<br />

f(1) = 2. Fazendo x = y = –1 na equação original, temos que f(–1) = 0.<br />

Fazendo x = – 1 na equação original, temos que:<br />

47


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

f ( − f ( y)) = − y.<br />

Fazendo y = 0 na equação original temos:<br />

f ( x + f ( x)) = 2 f ( x).<br />

Fazendo x: =− f ( u)<br />

e y: = − f ( v)<br />

na equação original, temos que:<br />

f ( f ( uv ) − u) =− 2 u+ f ( u) f ( v).<br />

Fazendo u = 1 nesta última, temos que:<br />

f (2y− 1) = 2 f ( y)<br />

− 2 (*).<br />

Fazendo x = 1 na equação original, temos que f ( f ( y) + 2) = y+<br />

4.<br />

De (*) temos: f (2y− 1) + 2 = 2 f ( y).<br />

Aplicando f dos dois lados desta última<br />

igualdade, temos que f ( f (2 y− 1) + 2) = f (2 f ( y)).<br />

Como f ( f ( x) + 2) = x+<br />

4 , temos que, fazendo x = 2y – 1 nesta última, temos:<br />

f ( f (2y− 1) + 2) = 2y+ 3.<br />

Fazendo y = 0 na equação original, temos f ( f ( x) + x) = 2 f ( x)<br />

(**).<br />

Logo, fazendo x = y nesta última e aplicando f dos dois lados, temos que<br />

f ( f ( f ( y) + y)) = f (2 f ( y)).<br />

Fazendo y = –1 na equação original, temos que f ( f ( x)) = 2 f ( x) − x∴fazendo<br />

x = f ( y) + y nesta última, temos:<br />

f ( f ( f ( y) + y)) = 2 f ( f ( y) + y) − ( f ( y) + y).<br />

Como, por (**),<br />

f ( y+ f ( y)) = 2 f ( y),<br />

temos que a última igualdade fica:<br />

f ( f ( f ( y) + y)) = 4 f ( y) − f ( y) − y = 3 f ( y) − y.<br />

Como 2y+ 3 = f ( f (2 y− 1) + 2) = f (2 f ( y)) = f ( f ( f ( y) + y)) = 3 f ( y) − y,<br />

Temos que 3 f ( y) − y = 2y+ 3 ⇒ f ( y) = y+ 1, ∀y∈R .<br />

Testando na equação original, vemos que os dois lados ficam xy + 2x + 2 ∴temos<br />

que f(x) = x + 1 é a única função que satisfaz o problema.<br />

Resposta: f(x) = x + 1.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: BRENO VIEIRA DE AGUIAR (FORTALEZA – CE)<br />

(interpretando que um número arrojado deve ter exatamente 8 divisores)<br />

i) A quantidade de divisores positivos de um número, é calculada pelo produto de<br />

cada expoente dos seus fatores primos mais um. Daí, como o número tem<br />

exatamente 8 divisores, ele pode ser das formas: Seja N inteiro positivo arrojado<br />

que procuramos:<br />

I) N = p 7 ; p primo<br />

3<br />

II) N = p⋅q ; p, q primos distintos<br />

III) N = p⋅q⋅t; p, q, t primos distintos<br />

48


ii) Analisemos cada caso:<br />

7<br />

I) Se N = p , então:<br />

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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

D = p p p p p p p ⇒ + p+ p + p + p + p + p + p =<br />

( N ) 1, ,<br />

2<br />

,<br />

3<br />

,<br />

4<br />

,<br />

5<br />

,<br />

6<br />

,<br />

7<br />

1<br />

2 3 4 5 6 7<br />

3240.<br />

2 3 4 5 6 7<br />

8<br />

p −1<br />

Note que: 1+<br />

p+ p + p + p + p + p + p =<br />

p − 1<br />

e que para<br />

p ≥3⇒ 8<br />

p −1<br />

≥ 3280 ,<br />

p −1<br />

já que<br />

2 3 4 5 6 7<br />

1+ p + p + p + p + p + p + p é<br />

crescente. Daí, p ≥ 3 não serve. Para p = 2, temos:<br />

2 3 4 5 6 7<br />

1+ p+ p + p + p + p + p + p = 255 ⇒ p = 2 não serve!<br />

7<br />

Logo N = p não serve.<br />

II)<br />

3 2 2 3 3 2 2<br />

N = p⋅q ⇒ D( n) = 1, p, q, pq, q , p⋅q , q , p⋅q ⇒ 1+<br />

p+ q+ p⋅ q+ q + pq +<br />

3 3 2 3<br />

+ q + pq = 3240 ⇒ ( p+ 1)(1 + q+ q + q ) = 3240. Perceba que estamos atrás<br />

do menor inteiro arrojado > 0 e já temos que 2006 é um inteiro arrojado. Daí,<br />

2006<br />

N ≤ .<br />

p≥<br />

2<br />

3 3 3<br />

⇒ p⋅q ≤ 2006 ⇒q ≤1003 ⇒ q ≤ 1003 < 11 ⇒ q = 2 ou 3 ou 5 ou 7.<br />

Para<br />

2 3<br />

q= 2 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 2+ 2 + 2 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 15 = 3240 ⇒ p+ 1= 816 ⇒ p=<br />

215 ⇒<br />

não serve.<br />

Para<br />

2 3<br />

q= 3 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 3+ 3 + 3 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 40 = 3240 ⇒ p+ 1= 81⇒ p=<br />

80 ⇒<br />

não serve.<br />

2 3<br />

Para q= 5 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 5+ 5 + 5 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 156 = 3240 ⇒p∉Z ⇒<br />

não serve.<br />

2 3<br />

Para q= 7 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 7 + 7 + 7 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 400 = 3240 ⇒p∉Z ⇒<br />

não serve.<br />

3<br />

Logo Para N = pq ⋅ não serve.<br />

III)<br />

N = p⋅q⋅t⇒ D( N) = 1, p, q, t, pq, qt, tp, pqt ⇒ 1+ p + q + t + pq + qt + tp + pqt = 3240⇒<br />

⇒ ( p+ 1)( q+ 1)( t+<br />

1) = 3240. Então temos que achar três números posteriores a três<br />

49


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

primos, tal que o produto desses números é 3240. Então esses primos são<br />

divisores positivos de 3240 menos um. Então vamos ver quais são os D(3240)–1<br />

que são primos:<br />

1<br />

3240 2 2<br />

1620 2 4<br />

810 2 8<br />

405 3 3,6,12,24<br />

135 3 9,18,36,72<br />

45 3 27,54,108,216<br />

15 3 81,162,324,648<br />

5 5 5,10,20,40,15,30,60,120, 45, 90, 180, 360, 135, 270, 540, 1080, 405, 810, 1620, 3240.<br />

1<br />

D(3240) − 1=0,1,2,3,4,5,7,8,9,11,14,17,19,23,<strong>26</strong>,29,35,39,44,53,59,71,80,89,107,<br />

119,134,161,179,215,<strong>26</strong>9,... Note que no mínimo (p + 1)(q + 1) é 12 (quando p =<br />

2 e q = 3), então no máximo t + 1 é 270 ⇒ tmáx = <strong>26</strong>9.<br />

Os primos possíveis são: 2, 3, 5, 7, 11, 17, 19, 23, 29, 53, 59, 71, 89, 107, 179,<br />

<strong>26</strong>9.<br />

Para t = <strong>26</strong>9 ⇒ (p + 1)(q +1) = 12 ⇒ p = 2 e q = 3 ⇒ N = 1614<br />

Para t = 179 ⇒ (p + 1)(q +1) = 18 ⇒ p = 2 e q = 5 ⇒ N = 1790<br />

Para t = 107 ⇒ (p + 1)(q +1) = 30 ⇒ ∃ p, q primos<br />

Para t = 89 ⇒ (p + 1)(q +1) = 36 ⇒ p = 2 e q = 11 ⇒ N = 1958<br />

Para t = 71 ⇒ (p + 1)(q +1) = 45 ⇒ ∃ p, q primos<br />

Para t = 59 ⇒ (p + 1)(q +1) = 54 ⇒ p = 2 e q = 17 ⇒ N = 2006<br />

Para t = 53 ⇒ (p + 1)(q +1) = 60 ⇒ p = 2 e q = 19 ⇒ N = 2014<br />

Para t = 29 ⇒ (p + 1)(q +1) = 108 ⇒ p = 5 e q = 17 ⇒ N = 2465<br />

Para t = 23 ⇒ (p + 1)(q +1) = 135 ⇒ ∃ p, q primos<br />

Para t = 19,17, 11, 7, 5, 3 ou 2 é análogo aos anteriores.<br />

Daí, o menor N é 1614.<br />

iii) Então o menor inteiro positivo arrojado é 1614.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: PEDRO PAULO GONDIM CARDOSO (SALVADOR – BA)<br />

(Interpretação que um número arrojado pode ter mais que 8 divisores)<br />

Inicialmente observa-se que 1<strong>26</strong>0 é um número arrojado, pois 1<strong>26</strong>0 + 630 + 420<br />

+ 315 + 252 + 210 + 90 + 63 = 3240. Agora deve-se provar que não há nenhum<br />

número arrojado menor que 1<strong>26</strong>0.<br />

Um número arrojado tem como divisores a, b, c, d, e, f, g, h tais que<br />

⎛1 1 1 1 1 1 1 1⎞<br />

⎜ + + + + + + + ⎟K=<br />

3240, onde K é o valor do número<br />

⎝a b c d e f g h⎠<br />

50


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

arrojado. Se existir um número arrojado menor que 1<strong>26</strong>0, devem existir naturais<br />

não nulas a, b, c, d, e, f, g, h tais que<br />

1 1 1 1 1 1 1 1 3240 18<br />

+ + + + + + + > = = 2,571428.<br />

a b c d e f g h 1<strong>26</strong>0 7<br />

Se existir um número arrojado menor que K, ele não poderia ser ímpar, senão os<br />

menores valores para a, b, c, d, e, f, g, h seriam 1, 3, 5, 7, 11, 13, 15 e 17 e<br />

1 1 1 1 1 1 1 3240<br />

1+ + + + + + + < 2,3 < . Se existisse um número arrojado<br />

3 5 7 9 11 13 15 1<strong>26</strong>0<br />

menor que K, ele teria que ser múltiplo de 3, senão as menores valores para a, b,<br />

c, d, e, f, g, h seriam 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11 e<br />

1 1 1 1 1 1 1 3240<br />

1+ + + + + + + < 2,5 < . Então, se existisse um número<br />

2 4 5 7 8 10 11 1<strong>26</strong>0<br />

arrojado menor que 1<strong>26</strong>0, ele teria que ser múltiplo de 6.<br />

O menor valor possível para K corresponde aos menores valores possíveis para a,<br />

b, c, d, e, f, g, h, que são 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Então:<br />

⎛ 1 1 1 1 1 1 1 1 ⎞<br />

⎜ + + + + + + + ⎟K=<br />

3240 ⇒<br />

⎝ a b c d e f g h ⎠<br />

⎛11111111⎞ 2283<br />

⇒ ⎜ + + + + + + + ⎟K<br />

= 3240 ⇒ K = 3240 ⇒<br />

⎝1 2 3 4 5 6 7 8 ⎠<br />

840<br />

3240 ⋅ 840<br />

⇒ K = ⇒ K ≅1191,1.<br />

2283<br />

Se houver um número arrojado menor que 1<strong>26</strong>0, ele deve ser maior que 1191, 1 e<br />

múltiplo de 6. Então as únicas possibilidades para K são 1194, 1200, 1206, 1212,<br />

1218, 1224, 1230, 1236, 1242, 1248 e 1254;<br />

• Se K = 1194.<br />

A soma dos oito maiores (e únicos) divisores de 1194 é 1194 + 597 + 398 + 199<br />

+ 6 + 3 + 2 + 1 = 2400 < 3240. Portanto 1194 não é arrojado.<br />

• Se K = 1200.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1200 é 1200 + 600 + 400 + 300 + 240 +<br />

200 + 150 + 120 = 3210 < 3240. Portanto 1200 não é arrojado.<br />

• Se K = 1206.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1206 é 1206 + 603 + 402 + 201 + 134 + 67<br />

+ 18 + 9 = <strong>26</strong>40 < 3240. Portanto 1206 não é arrojado.<br />

• Se K = 1212.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1212 é 1212 + 606 + 404 + 303 + 202 +<br />

101 + 12 + 6 = 2846 < 3240. Portanto 1212 não é arrojado.<br />

• Se K = 1218.<br />

51


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1218 é 1218 + 609 +406 + 203 + 174 + 87<br />

+ 58 + 42 = 2797 < 3240. Portanto 1218 não é arrojado.<br />

• Se K = 1224.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1224 é 1224 + 612 + 408 + 306 + 204 +<br />

153 + 136 + 102 = 3145 < 3240. Portanto 1224 não é arrojado.<br />

• Se K = 1230.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1230 é 1230 + 615 + 410 + 246 + 205 +<br />

123 + 82 + 41 = 2952 < 3240. Portanto 1230 não é arrojado.<br />

• Se K = 1236.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1236 é 1236 + 618 + 412 + 309 + 206 +<br />

103 + 12 + 6 = 2902 < 3240. Portanto 1236 não é arrojado.<br />

• Se K = 1242.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1242 é 1242 + 621 + 414 + 207 + 138 + 69<br />

+ 54 + 46 = 2791 < 3240. Portanto 1242 não é arrojado.<br />

• Se K = 1248.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1248 é 1248 + 624 + 416 + 312 + 208 +<br />

156 + 104 + 96 = 3164 < 3240. Portanto 1248 não é arrojado.<br />

• Se K = 1254.<br />

A soma dos oito maiores divisores de 1254 é 1254 + 627 + 418 + 209 + 114 + 66<br />

+ 57 + 38 = 2783 < 3240. Portanto 1254 não é arrojado.<br />

Como a soma dos oito maiores divisores é menor que 3240, em todas as<br />

possibilidades, é evidente que a soma de quaisquer outros oito divisores também<br />

será menor que 3240.<br />

Portanto não há nenhum inteiro positivo menor que 1<strong>26</strong>0 que seja arrojado. Logo<br />

o menor número inteiro positivo arrojado é 1<strong>26</strong>0.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: LEANDRO FARIAS MAIA (FORTALEZA – CE)<br />

Vamos dividir em duas partes:<br />

Parte 1:<br />

Os lados opostos de de P são paralelos.<br />

Seja AB um lado de P e A´B´seu lado oposto.<br />

Suponha que AB não seja paralelo a B´A´. Por B´,<br />

trace uma paralela ao lado AB, até trocar AA´ em<br />

C. Sendo M e N pontos médios dos lados AB e<br />

A´B´, respectivamente, temos:<br />

A<br />

BX ´<br />

AB// B´ C ⇒<br />

BM<br />

XT<br />

=<br />

TM<br />

XC<br />

=<br />

AM<br />

⇒ B´ X = XC B´<br />

52<br />

M<br />

T<br />

B<br />

X C<br />

N<br />


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

⎧BX<br />

´ = XC<br />

Mas veja que: ⎨ ⇒ NX // CA´,<br />

absurdo ( NX ∩ CA´ = T ).<br />

⎩BN<br />

´ = NA´<br />

Portanto, devemos ter: AB// A´ B ´.<br />

A1<br />

Parte 2:<br />

AB = A´ B´.<br />

Numerando os vértices, temos que:<br />

A 1003+ i é oposto de Ai,1≤i ≤ 1003<br />

Temos:<br />

AA 1 2 // A1004 A1005, AA 2 3 // A1005 A1006,..., A1003 A1004<br />

//<br />

// A A.<br />

Logo:<br />

2006 1<br />

53<br />

A2006 A3<br />

A1006 A1003<br />

T<br />

A2<br />

A1005 A1004<br />

AT 1<br />

TA1004 AT 2 =<br />

TA1005 AT 3 A1003T A1004T AT 1<br />

= = ... = = ⇒<br />

TA1006 TA2006 TA1 TA1004 A1004T = ⇒ AT 1 = TA1004.<br />

TA1<br />

Portanto teremos:<br />

AT 1 1 =<br />

TA1004 AT 2 =<br />

TA1005 A3T =<br />

TA1006 A1003T = ... =<br />

TA2005<br />

Mas:<br />

AT i<br />

TA1003+ i<br />

AiAi+ 1<br />

=<br />

A1003+ iA1004+ i<br />

= 1 ⇒ AA i i+ 1 = A1003+ iA1004+ i,<br />

o que acaba, pois<br />

A + são lados opostos.<br />

AiA i+<br />

1 e 1004 i<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6: JOSÉ MARCOS ANDRADE FERRARO (SÃO PAULO - SP)<br />

Vamos listar os primeiros termos para estabelecer uma base de indução.<br />

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />

f(n) 0 2 3 5 7 8 10 11 13 15 16 18<br />

Lema: n= f() r ou n= f() r + 1.<br />

Prova: é equivalente a f( r+ 1) = ( f( r)<br />

+ 1 ou f() r + 2).<br />

Suponha que isto aconteça para r < n – 1.<br />

Então f ( n) = 2 n− f( r´) + r´,<br />

f ( n− 1) = 2n−2 − f( r) + r⇒<br />

f ( n) − f( n− 1) = 2 − f( r´) + r´ + f( r) −<br />

r.


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Temos r´ = r ou r´ = r+<br />

1,<br />

n= f() r ou n= f() r + 1 e ( f( r´) = f( r)<br />

+ 1 ou<br />

f(´) r + 2). Se r´ = r, f( n) − f( n−<br />

1) = 2.<br />

Se r´ = r+<br />

1, f( n) − f( n− 1) = 3 + f( r) − f( r´)<br />

= (2 ou 1), o que termina a prova<br />

do Lema.<br />

Vamos agora provar por indução que kφ− 1 < f( k) < kφ+<br />

1, para todo k ∈ .<br />

Suponha que isso vale para 0≤k ≤n− 1.<br />

n+ 1 n−1<br />

Se n= f(), r rφ− 1< n< rφ+ 1⇒<br />

> r ><br />

φ φ<br />

f ( n) = 2 n− f( r) + r = 2n−<br />

n+ r = n+ r<br />

n+ 1 n−1<br />

n+ ≥ n+ r≥ n+<br />

⇒<br />

φ φ<br />

1 1<br />

1<br />

nφ+ > f( n) ≥nφ− ⇒ como 1 > , nφ+ 1 > f( n) > nφ−1.<br />

φ φ<br />

φ<br />

n n−2<br />

Se n= f() r + 1, rφ− 1< n− 1< rφ+ 1⇒<br />

> r ><br />

φ φ<br />

f ( n) = 2n− n+ 1 + r⇒ f( n) = n+ 1+<br />

r<br />

n n−2<br />

n+ 1+ > n+ 1+ r > n+<br />

1+<br />

⇒<br />

φ φ<br />

φ−2<br />

nφ+ 1 > f( n) ≥nφ+ > nφ−1,<br />

cqd.<br />

φ<br />

Assim, φ n+ 1 > f( n) >φn−1, ∀n≥ 0.<br />

Como f( n) ∈ , f ( n) >φn− 1 e φn −1 ∈−, temos f ( n) ≥⎢⎣φn− 1⎥⎦+ 1 = ⎢⎣φn⎥⎦ .<br />

Se m≤φ n, mφ n+ 1 > f( n),<br />

o jogo é desequilibrado, cqd.<br />

54


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

Problemas e Soluções da Primeira Fase – Nível Universitário<br />

PROBLEMA 1<br />

1 x<br />

e −1−x Calcule ∫ dx<br />

x<br />

( e −1) ⋅x<br />

−1<br />

PROBLEMA 2<br />

Seja N um inteiro positivo. Calcule, em função de N, o volume do sólido definido<br />

por:<br />

⎧ xyz , , ∈ [0, +∞)<br />

⎨<br />

⎩⎢⎣x⎥⎦+<br />

⎢⎣y⎥⎦+ ⎢⎣z⎥⎦≤ N<br />

PROBLEMA 3<br />

Dada f : → [ 0, +∞)<br />

duas vezes diferenciável com f (0) = 0 , f '(0) = 1,<br />

1<br />

3<br />

1 + f( x)<br />

= , ∀x∈ [0,1] , mostre que f (1) < .<br />

f "( x)<br />

2<br />

PROBLEMA 4<br />

Dada uma hipérbole e uma reta não paralela às assíntotas, determine o lugar<br />

geométrico dos pontos médios das cordas da hipérbole paralelas à reta dada.<br />

Obs: Uma corda de uma hipérbole é um segmento cujos extremos pertencem à<br />

hipérbole.<br />

PROBLEMA 5<br />

2<br />

2<br />

2<br />

2 t<br />

2 t<br />

2 t<br />

As funções y1 () t = (1 + t ) ⋅ e , y2 () t = ( t+ t ) ⋅ e e y3 () t = ( −1 − t+ t ) ⋅ e são<br />

soluções da equação diferencial y"() t + a() t ⋅ y'() t + b() t ⋅ y() t = c() t , onde<br />

at (), bt (), ct () são funções duas vezes diferenciáveis.<br />

Determine uma função duas vezes diferenciável yt () tal que<br />

y"() t + a() t ⋅ y'() t + b() t ⋅ y() t = c() t , y(0) = 0, y'(0)<br />

= 0 .<br />

PROBLEMA 6<br />

Escolha três pontos x1, x2, x3 aleatoriamente, independentemente e com<br />

distribuição uniforme no intervalo [0, 1]. Determine, em função do número<br />

positivo m, a probabilidade de que<br />

min{| x − x |,| x −x |,| x − x |} > m .<br />

1 2 1 3 2 3<br />

55


SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />

x<br />

e −1−x Seja f( x)<br />

= . Temos<br />

x<br />

( e −1) ⋅x<br />

x<br />

xe − x<br />

f( x) + f( − x)<br />

= = 1.<br />

x<br />

( e −1) ⋅x<br />

Assim,<br />

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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

1 1 1<br />

∫ f ( xdx ) = ∫( f( x) + f( − x)) dx= ∫ 1dx= 1.<br />

−1<br />

0 0<br />

− x x x<br />

e − 1+ x xe − e + 1<br />

f( − x)<br />

= =<br />

, logo<br />

− x x<br />

( e −1) ⋅− ( x) ( e −1) ⋅x<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />

O sólido é a união dos cubos unitários [i, i +1) × [j, j + 1) × [k, k + 1) para i, j, k<br />

inteiros não negativos, i + j + k ≤ N. Como cada cubinho tem volume 1, o volume<br />

do sólido é igual ao número de triplas (i, j, k) como acima.<br />

⎛N + 3⎞<br />

O número de triplas (e portanto o volume) é igual a ⎜ ⎟=<br />

(N + 1)(N + 2)(N +<br />

⎝ 3 ⎠<br />

3)/6.<br />

Isto pode ser demonstrado de várias formas. Por exemplo, podemos pensar que<br />

temos uma fileira de N + 3 quadrados e vamos escolher 3 posições e botar um<br />

marcador em cada uma delas: i será o número de quadrados antes do primeiro<br />

marcador, j o número de quadrados entre o primeiro e o segundo marcadores e k<br />

o número de quadrados entre o segundo e o terceiro marcadores. Claramente, a<br />

cada configuração corresponde uma tripla e vice-versa.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />

1<br />

Como f(x) ≥ 0 para todo x ∈ R, temos 0 < = f´´( x)<br />

, logo f´ é crescente em<br />

1 + f( x)<br />

[0,1], o que implica que f´(x) > 1 para x > 0, ou seja f também é crescente em<br />

[0,1].<br />

1 1<br />

Assim, para x > 0, temos 0 < = f´´( x)<br />

= < 1 , logo<br />

1 + f( x) 1 + f( x)<br />

x x x<br />

∫0 dt < ∫ f ´´( t) dt < ∫ 1dt<br />

⇔ 0 < f ´( x) − f´(0) < x⇔<br />

1 < f ´( x) < x+<br />

1⇒<br />

0 0 0<br />

x x x<br />

2<br />

x<br />

3<br />

∫1 dt < ∫ f ´( t) dt < ∫( t + 1) dt ⇔ x < f( x) < + x.<br />

Em particular, f (1) < .<br />

2<br />

2<br />

0 0 0<br />

56


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

PRIMEIRA SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4:<br />

Seja r a reta dada, não paralela às assíntotas. Considere o plano euclidiano como<br />

subconjunto do plano projetivo, da maneira usual. Seja P o ponto de r sobre a reta<br />

do infinito. O feixe de retas paralelas a r corresponde ao feixe de retas do plano<br />

projetivo que passam por P. Para cada uma das retas do feixe, que corta a<br />

hipérbole em dois pontos A e B, o ponto médio M do segmento AB corresponde<br />

ao conjugado harmônico de P em relação a A e B. Logo M pertence à reta polar<br />

de P em relação à hipérbole. Seja p essa reta polar. Como o pólo da reta do<br />

infinito é o centro O da hipérbole, concluímos que p passa por O. Há, portanto,<br />

dois casos a considerar:<br />

1) Se existe uma tangente à hipérbole paralela à reta r, com ponto de<br />

tangência T (e portanto existirá uma outra tangente paralela a r no ponto<br />

T´, simétrico de T em relação a O), o lugar geométrico é a reta OT menos<br />

o segmento TT ´.<br />

2) Caso contrário, o lugar geométrico é uma reta completa passando por O,<br />

que pode ser obtida traçando-se uma corda arbitrária paralela a r (neste<br />

caso toda reta paralela corta a hipérbole em dois pontos distintos, um em<br />

cada ramo da hipérbole) e unindo seu ponto médio a O.<br />

SEGUNDA SOLUÇÃO:<br />

Após uma mudança de coordenadas afins, podemos considerar que a hipérbole<br />

tem equação<br />

xy = 1. Sendo m o coeficiente angular da reta r, queremos determinar o lugar<br />

geométrico dos pontos médios das intersecções das retas de equações y = mx + t (<br />

t ∈ R) com a hipérbole. Sejam (x1, y1) e (x2, y2) esses pontos de intersecção. Então<br />

x1 e x2 são as raízes da equação<br />

x(mx + t) = 1 ⇔ mx 2 + tx – 1 = 0 (1). Logo a abscissa do ponto médio é igual a<br />

1 1<br />

+ t<br />

−<br />

t<br />

y1+ y2 x1 x2 x1+ x2 − , e sua ordenada vale 2 t<br />

= = =<br />

m<br />

= . Logo o ponto<br />

2m<br />

2 2 2xx 2<br />

1 2 −<br />

4<br />

m<br />

médio pertence à reta de equação x<br />

m<br />

y = − . Reciprocamente, um ponto dessa<br />

2<br />

reta pertence ao lugar geométrico desde que a equação (1) tenha duas raízes reais,<br />

ou seja, quando 2<br />

t + 4m> 0.<br />

Assim, se m > 0, o lugar geométrico é toda a reta de<br />

equação x<br />

m<br />

y = − . Quando m < 0, desta reta devem ser retirados os pontos para<br />

2<br />

os quais −2 −m ≤t ≤2 − m,<br />

ou seja, para os quais<br />

57<br />

−m −m<br />

≤ x ≤ .<br />

m m


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5:<br />

Podemos tomar y1 como solução particular e y2 – y1 e y3 – y1 como soluções<br />

linearmente independentes da equação homogênea associada<br />

y''( t) + a( t) ⋅ y'( t) + b( t) ⋅ y( t)<br />

= 0 . Assim a solução geral da equação é<br />

y = c1 y1 + c2 y2 + c3 y3, c1 + c2 + c3 = 1 ou, equivalentemente,<br />

2<br />

t<br />

e .<br />

y(t) = (c4 + c5 t + t 2 ) ⋅<br />

Temos y(0) = c4 e y’(0) = c5, donde as condições do enunciado nos dão<br />

2 t<br />

y t e<br />

2<br />

= ⋅ .<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6:<br />

Seja X=[0, 1] 3 . Temos X = A1<br />

∪ A2<br />

∪ A3<br />

∪ A4<br />

∪ A5<br />

∪ A6<br />

, onde<br />

A1 = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | x ≤ y ≤ z}<br />

, A2 = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | x ≤ z ≤ y}<br />

,<br />

A = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | y ≤ x ≤ z}<br />

, A = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | y ≤ z ≤ x}<br />

,<br />

3<br />

4<br />

A5 = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | z ≤ x ≤ y}<br />

e A6 = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | z ≤ y ≤ x}<br />

.<br />

Os conjuntos Ak , 1 ≤ k ≤ 6 têm todos volume 1/6.<br />

Seja agora Y = {( x1,<br />

x2<br />

, x3<br />

) ∈ X | min{| x1<br />

− x2<br />

|, | x1<br />

− x3<br />

|, | x2<br />

− x3<br />

|} > m}<br />

.<br />

Temos<br />

Y = B1<br />

∪ B2<br />

∪ B3<br />

∪ B4<br />

∪ B5<br />

∪ B6<br />

, onde Bk = Y ∩ Ak<br />

, 1 ≤ k ≤ 6 .<br />

Todos os conjuntos Bk,1≤k ≤ 6, têm o mesmo volume. Vamos então calcular o<br />

volume do conjunto B 1 . Como X tem volume 1, a probabilidade desejada será<br />

6 ( 1)<br />

B vol ⋅ .<br />

Temos B 1 = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈ X | y > x + m,<br />

z > y + m}<br />

. Claramente, se m ≥ 1/<br />

2 ,<br />

B 1 é vazio, e portanto a probabilidade desejada é 0 para todo m ≥ 1/<br />

2 .<br />

Suponha agora 0 ≤ m ≤ 1/<br />

2 . Considere a translação f : B1<br />

→ X dada por<br />

f ( x,<br />

y,<br />

z)<br />

= ( x,<br />

y − m,<br />

z − 2m)<br />

.<br />

3<br />

Temos f ( B1<br />

) = {( x,<br />

y,<br />

z)<br />

∈[<br />

0,<br />

1−<br />

2m]<br />

| x < y < z}<br />

, e portanto f ( B1<br />

) tem o<br />

3<br />

mesmo volume de {( x , y,<br />

z)<br />

∈ [ 0,<br />

1−<br />

2m]<br />

| x ≤ y ≤ z}<br />

= g(<br />

A1<br />

) , onde g é a<br />

homotetia dada por g ( p)<br />

= ( 1−<br />

2m)<br />

p . Assim, temos<br />

3<br />

3<br />

vol( B1<br />

) = vol(<br />

f ( B1))<br />

= vol(<br />

g(<br />

A1<br />

)) = ( 1−<br />

2m)<br />

⋅ vol(<br />

A1<br />

) = ( 1−<br />

2m)<br />

/ 6 , e<br />

logo, para 0 ≤ m ≤ 1/<br />

2 , a probabilidade desejada é igual a<br />

3<br />

6 ⋅ vol( B ) = ( 1−<br />

2m)<br />

.<br />

1<br />

58


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

Problemas e Soluções da Segunda Fase – Nível Universitário<br />

PROBLEMA 1:<br />

Seja f : → uma função integrável e crescente. Prove que<br />

1<br />

∫<br />

0<br />

1<br />

xf ( x)<br />

dx ≥ ∫ f ( x)<br />

dx<br />

2<br />

PROBLEMA 2:<br />

Prove que, para todo inteiro n ≥ 2 , o número de matrizes quadradas 2× 2 com<br />

entradas inteiras e pertencentes ao conjunto {0, 1, 2, …, n – 1} que têm<br />

3 1<br />

determinante da forma kn + 1 para algum k inteiro é dado por n ⋅ ∏ (1 − ) . 2<br />

p<br />

59<br />

1<br />

0<br />

pprimo<br />

pn |<br />

PROBLEMA 3:<br />

Uma mesa de bilhar tem o formato de elipse e não tem caçapas. Quando uma bola<br />

bate em um ponto P na borda da mesa, ela segue uma direção simétrica em<br />

relação à reta normal à elipse em P. Prove que se uma bola parte de um ponto A<br />

da elipse e, após bater na mesa nos pontos B e C, retorna a A, então ela baterá<br />

novamente em B.<br />

PROBLEMA 4:<br />

Seja p um polinômio irredutível em Q[x] de coeficientes racionais e grau maior<br />

do que 1. Prove que se p admite duas raízes r e s cujo produto é 1 então o grau de<br />

p é par.<br />

PROBLEMA 5:<br />

Seja f :[0, +∞) → [0, +∞ ) uma função crescente e bijetora. Prove que a série<br />

∑ ∞<br />

n=1<br />

1<br />

converge se, e somente se, a série ∑ f ( n)<br />

∞<br />

n=<br />

1<br />

−1<br />

f ( n)<br />

converge, sendo<br />

2<br />

n<br />

função inversa de f.<br />

PROBLEMA 6:<br />

Considere as matrizes<br />

⎡1<br />

2⎤<br />

⎡1<br />

0⎤<br />

A = ⎢ ⎥ e B<br />

=<br />

⎣0<br />

1<br />

⎢ ⎥<br />

⎦ ⎣2<br />

1⎦<br />

−1<br />

f a


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Prove que, para n > 1, não existem inteiros a1, a2, a3, a2, a3,..., a n e b1, b2,..., bn− 1 não nulos tais que<br />

, an<br />

a<br />

A<br />

b a<br />

⋅ B ⋅ A<br />

b<br />

⋅ B<br />

an<br />

⋅…⋅<br />

A<br />

bn<br />

⋅ B = I<br />

2<br />

2<br />

1<br />

onde I é a matriz identidade de ordem 2.<br />

1 ,<br />

60<br />

… e b1, b2, , bn−1, bn<br />

… com<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: LEVI MÁXIMO VIANA (FORTALEZA – CE)<br />

x<br />

x<br />

Chame Fx ( ) = ∫ tf( tdt ) e Gx ( ) = ftdtx ( ) , [0,1].<br />

0<br />

∫ ∈ Veja então que<br />

0<br />

2<br />

F´( x) = xf( x) = xG´( x),<br />

mas como f ( x) = G´( x)<br />

é crescente, temos f ( x) ≥ f( x ),<br />

2<br />

2 Gx ( )'<br />

já que 0≤ x ≤1, logo F´( x) ≥ xG´( x ) = . Integrando de 0 a 1 temos:<br />

2<br />

2 2 2<br />

1 1Gx<br />

( )' G(1 ) − G(0 ) G(1)<br />

∫ F´( x) dx≥ (1) (0) (1)<br />

0 ∫ dx⇒ F −F ≥ ⇒ F ≥<br />

0 2 2 2<br />

1 1 1<br />

⇒∫ xf ( xdx ) ≥ f ( xdx )<br />

0 2 ∫ . cqd.<br />

0<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: MURILO VASCONCELOS ANDRADE (MACEIÓ – AL)<br />

Primeiramente provaremos que o enunciado vale para n primo:<br />

⎛a Seja n primo e ⎜<br />

⎝c b⎞<br />

⎟ uma matriz cujo determinante é da forma k⋅ n+<br />

1, temos<br />

d⎠<br />

então que a⋅d −b⋅c≡ 1(mod n).<br />

Seja hi () o número de pares ordenados de inteiros no conjunto<br />

{ 0,1,2,..., n −1} cujo produto é igual a i(mod n). Desta maneira, temos que o<br />

número de matrizes satisfazendo as condições do enunciado é:<br />

n−1<br />

∑<br />

i=<br />

0<br />

hi () ⋅ hi ( + 1)<br />

(Onde cada h(i) representa o número de escolhas possíveis para b e c, tais que<br />

bc ≡ i(mod n)<br />

e hi+ ( 1) representa o número de escolhas para a e d, tais<br />

que ad ≡ i + 1(mod n).<br />

Naturalmente h(0) = 2n− 1 (os possíveis pares são (0,0), (0, 1), ...,(0, n –1),<br />

(1, 0), (2, 0),..., (n – 1, 0).


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Alem disso, hi () = ϕ(<br />

n),<br />

para 1≤i ≤n− 1(aquiϕ<br />

representa a função ϕ de<br />

Euler, que associa a cada inteiro positivo no número de inteiros menores que n e<br />

que são primos com n. No caso de n primo, ϕ ( n) = n−<br />

1). Vamos provar isto:<br />

Seja k primo com n. Vamos provar que existe k´ tal que k⋅k´ ≡ i(mod n)<br />

: a<br />

r<br />

seqüência ( k mod n ) assume um número finito de valores (entre 0 e n –1).<br />

n1 n2<br />

Existem então dois números iguais na seqüência digamos k = k com<br />

2 1 )<br />

2 1 n > n . Assim, ( ) 1 n −n −<br />

k⋅ ik = i e portanto hi ( ) ≥ ϕ(<br />

n).<br />

Como<br />

2<br />

( n ) ϕ n n n<br />

2 − 1 + ( ) ⋅( − 1) = , segue que não podemos ter hi () > ϕ(<br />

n)<br />

para algum<br />

i. Assim,<br />

n−1 n−2<br />

∑ ∑<br />

hi ( ) ⋅ hi ( + 1) = (2n−1)( n− 1) + ( n−1) ⋅( n− 1) + ( n−1)(2n− 1) =<br />

r= 0 i=<br />

1<br />

3 ⎛ 1 ⎞<br />

= ( n−1) [ ( n−1)( n− 2) + 4n− 2 ] = n( n− 1)( n+ 1) = n ∏ ⎜12⎟ ⎝ p ⎠<br />

O resultado então fica provado para n primo.<br />

61<br />

p primo<br />

pn<br />

Vamos agora mostrar por indução que o resultado vale para<br />

primo. Para k = 1 já foi provado. Suponha que k ≥ 2 e que vale para<br />

Seja<br />

k<br />

n= p e<br />

ad bc p −<br />

⇒ − ≡<br />

k<br />

n= p potência de<br />

p −<br />

k 1<br />

.<br />

k−1 k−1<br />

⎛a b⎞ ⎛p⋅ n1+ a´ p ⋅ n2+ b´<br />

⎞<br />

= ,<br />

k<br />

⎜ ⎟ ⎜ k−1 k−1<br />

⎟ com ad −bc≡ 1(mod p ).<br />

⎝c d⎠ ⎝p⋅ n3+ c´ p ⋅ n4+ d´<br />

⎠<br />

k 1<br />

´´ ´´ 1(mod ).<br />

Assim, como<br />

2k−2 k<br />

p ≡ 0(mod p ),<br />

ad−bc≡ p ( n ⋅ d´ + n ⋅a´ −b´ ⋅n−n⋅ c´) + ad ´ ´ −bc ´ ≡ p ( nd´ + na´ −bn ´ − nc´)<br />

+<br />

+ ⋅ p + ≡ p ⇒ nd + n a−bn − n c+ <br />

≡ p<br />

k−1 k−1<br />

1 4 3 2 1 4 3 2<br />

k−1 1 1(mod<br />

k<br />

) 1 ´ 4 ´ ´ 3 2 ´ 0(mod )


k−1<br />

(aqui é tal que ⋅ p + 1 = ad ´ ´ −bc<br />

´´ ).<br />

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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

k 1<br />

Como ad ´ ´ bc ´ 1(mod p )<br />

−<br />

3( k−1)<br />

⎛ 1 ⎞<br />

⋅ − ⋅ ≡ existem (por hipótese de indução), p ⎜1−2⎟ ⎝ p ⎠<br />

maneiras de escolhermos adb ´, ´, ´ e c ´. Fixando-se estes valores (e portanto <br />

k<br />

também) temos que um deles é primo com n= p , pois, caso não fosse assim,<br />

ad ´´ −bc ´´ ≡ 1(mod p),<br />

absurdo! Seja (a, n) = 1, por exemplo. Existem então p<br />

valores possíveis (módulo p) para cada um dos nnn 1, 2, 3 e para cada combinação<br />

destes, apenas um valor para 4 n tal que nd 1 ´ + na 4 ´ −bn ´ 3− nc 2 ´ + ≡0(mod<br />

p)<br />

.<br />

3( k−1) ⎛ 1 ⎞ 3k⎛<br />

1 ⎞<br />

Existem então ao todo p ⋅⎜1− ppp p 1<br />

2⎟⋅ ⋅ ⋅ = ⎜ − 2⎟<br />

⎝ p ⎠ ⎝ p ⎠<br />

escolhermos a, b, c, d. Isto termina nossa prova por indução.<br />

62<br />

maneiras de<br />

1 2<br />

Para 1 2 ... k a<br />

a a<br />

ai<br />

n= p p pk<br />

é fácil ver que ad −bc ≡1(mod n) ⇔ad−bc ≡ 1(mod pi<br />

),<br />

∀∈ i {1,2,..., k}<br />

e portanto o número de matrizes que satisfazem as condições do<br />

enunciado é igual a<br />

⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞<br />

⎜1 ⎟ ⎜1 ⎟,<br />

⎝ ⎠<br />

k<br />

3ai 3<br />

pi− = n ⋅ −<br />

2 2<br />

i= j ⎝ pi ⎠ pprimo<br />

p<br />

pn<br />

∏ ∏ cqd.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: EDUARDO POÇO (SÃO PAULO – SP)<br />

AB e BC têm o mesmo ângulo com a normal em B ⇔ têm o mesmo ângulo<br />

com a tangente à elipse em B ⇔<br />

B − A<br />

C − B ⎡ B − A C − B ⎤<br />

× VT<br />

= VT<br />

× ⇔ ⎢ + ⎥ × VT<br />

= 0 , sendo V T o vetor<br />

B − A<br />

C − B ⎢⎣<br />

B − A C − B ⎥⎦<br />

tangente à elipse em B.<br />

Parametrizando a elipse: P() t = ( kcos,sen t t)<br />

, 0 ≤ t ≤ 2π<br />

, sem perda de<br />

d<br />

generalidade. Vetor tangente no ponto P (t)<br />

: Vt () = Pt () = ( − ksen t,cost) .<br />

dt


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Sejam P ( a)<br />

= A , P ( b)<br />

= B , P ( c)<br />

= C . As hipóteses sobre refletir de AB para<br />

BC e sobre refletir de BC para CA se tornam:<br />

⎡ B − A C − B ⎤<br />

⎡ C − B A − C ⎤<br />

⎢ + ⎥ × V ( b)<br />

= 0<br />

⎢ + ⎥ × V ( c)<br />

= 0<br />

⎢⎣<br />

B − A C − B ⎥⎦<br />

⎢⎣<br />

C − B A − C ⎥⎦<br />

Temos que provar o seguinte, que CA reflete em AB:<br />

⎡ A − C B − A ⎤<br />

⎢ + ⎥ × V ( a)<br />

= 0<br />

⎢⎣<br />

A − C B − A ⎥⎦<br />

Distribuindo o produto vetorial (vamos denotar como um escalar, pois todos os<br />

vetores em jogo estão no mesmo plano e os produtos vetoriais terão a mesma<br />

direção):<br />

P( x)<br />

× V ( y)<br />

= ( k cos x,<br />

sen x)<br />

× ( − k sen y,<br />

cos y)<br />

= k cos( x − y)<br />

Após dividir por k, as hipóteses se tornam:<br />

1−<br />

cos( a − b)<br />

cos( c − b)<br />

−1<br />

+<br />

= 0<br />

B − A C − B<br />

E queremos provar:<br />

1−<br />

cos( b − c)<br />

cos( a − c)<br />

−1<br />

+<br />

= 0<br />

C − B A − C<br />

1−<br />

cos( c − a)<br />

cos( b − a)<br />

−1<br />

+<br />

= 0<br />

A − C B − A<br />

Para provar isso, basta somar as hipóteses.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: THIAGO BARROS RODRIGUES COSTA (FORTALEZA – CE)<br />

Seja p um polinômio irredutível em [ x]<br />

admitindo duas raízes r e s cujo produto<br />

é 1 ( r = 1 ) .<br />

s<br />

n n−1<br />

Temos px ( ) = x + an−1x+ ... + ax 1 + a0<br />

(podemos supor p mônico sem perda de<br />

generalidade).<br />

Como p é irredutível em [ x]<br />

, p deve ser igual ao polinômio minimal de r e s<br />

sobre ⇒ se g( x) ∈ [ x]<br />

é tal que gs () = 0ou<br />

gr () = 0, então px ( ) gx ( ).<br />

1 n<br />

Seja gx ( ) = ⋅<br />

xp(<br />

1 ) .<br />

a x<br />

0<br />

63


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

É fácil ver que todas as potências de x serão ≥0 ⇒ g( x)<br />

é um polinômio sobre<br />

[ x]<br />

. Mas<br />

( ( 1 ) )<br />

1<br />

g( r) =<br />

a0 n<br />

r p<br />

r<br />

1 n<br />

= r ⋅ p( s) = 0 ⇒ g( r) = 0 ⇒ p( x) g( x).<br />

a0<br />

Mas g é mônico e tem o mesmo grau de p ⇒<br />

64<br />

( )<br />

1 n<br />

px ( ) = gx ( ) ⇒ px ( ) = x ⋅ p 1<br />

a x<br />

0<br />

Se α é raiz de p( x ) (obviamente α ≠ 0 pois p é irredutível e tem grau > 1),<br />

então,<br />

1 1<br />

p( 1 ) = ⋅ ⋅ p(<br />

α)<br />

= 0.<br />

α n<br />

an<br />

α<br />

Logo as raízes de p sempre aparecem aos pares α, 1<br />

α<br />

. Além disso,<br />

k k<br />

k k ⎛1 ⎞ k ⎛ 1 ⎞ 1 n ⎛1⎞ ( x −α) px ( ) ⇒ x ⎜ − α⎟ = ( −α) ⎜x− ⎟ xp⎜ ⎟=<br />

px ( ).<br />

⎝ x ⎠ ⎝ α ⎠ a0⎝ x⎠<br />

Veja que α = 1 ⇔ α = 1<br />

α<br />

ou –1. Mas nenhum desses valores pode ser raiz de p<br />

pois o polinômio minimal deles sobre tem grau 1, e p tem grau > 1.<br />

⇒ as raízes aparecem aos pares ( , 1 )<br />

α<br />

α<br />

⇒ p tem um número par de raízes ⇒ p tem grau par.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: EDUARDO POÇO (SÃO PAULO – SP)<br />

Note que f ( 0)<br />

= 0 , e toda função crescente e bijetora é contínua, e logo<br />

integrável em qualquer intervalo finito.<br />

Como 1 f ( x )<br />

somente se<br />

−1 −1<br />

∞<br />

∞<br />

n+<br />

1<br />

=<br />

1 2 ∑ n 2<br />

x n=<br />

1 x<br />

é decrescente, pelo critério da integral<br />

f ( x) f ( x)<br />

dx dx,<br />

∫ ∫ e<br />

∞ 1<br />

∑ converge se e<br />

f ( n)<br />

n=<br />

1<br />

1<br />

1 ( ) dx<br />

∞<br />

∫ converge. Por outro lado,<br />

f x<br />

n+<br />

1<br />

−1 2 −1 2 −1 2 −1 2 −1<br />

2<br />

≤ + ≤ ≤ + ≤ + +<br />

n<br />

∫<br />

f ( n) 4 n f ( n) ( n 1) f ( x) x dx f ( n 1) n 4 f ( n 1) ( n 1) ,<br />

donde


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

∞ 1<br />

∑ 4 n= 1<br />

−1 f ( n) 2<br />

n<br />

−1<br />

∞ f ( x) ∫ dx<br />

1 2<br />

x<br />

∞<br />

−1 4 ∑ f ( n<br />

n= 1<br />

1) ( n<br />

2<br />

1)<br />

∞<br />

−1<br />

4 ∑ f ( m) n=<br />

2<br />

2<br />

m<br />

∞<br />

−1<br />

≤ 4 ∑ f ( m) m = 1<br />

2<br />

m , e, em particular,<br />

−1<br />

∞ f ( x) dx<br />

1 2<br />

x<br />

∞<br />

−1<br />

2<br />

n = 1<br />

≤ ≤ + + = ≤<br />

65<br />

∫ converge<br />

⇔ ∑ f ( n) ( n)<br />

converge. Basta agora relacionar a convergência de<br />

∫ ∞<br />

∞<br />

−1<br />

1 f ( x)<br />

dx e de dx , que são integráveis em intervalos finitos.<br />

f ( x)<br />

∫ 2<br />

x<br />

1<br />

1<br />

Um resultado conhecido (que pode ser facilmente verificado derivando) é a<br />

fórmula da primitiva da inversa:<br />

−1<br />

( g ( x)<br />

)<br />

−1<br />

−1<br />

g ( x)<br />

dx = xg ( x)<br />

− G , sendo G (x)<br />

uma primitiva de g (x)<br />

∫<br />

Utilizando<br />

b<br />

−1<br />

1<br />

⎛ ⎞<br />

g ( x)<br />

= , temos então = ⎜ ⎟<br />

f ( x)<br />

⎝ ⎠<br />

−1<br />

1<br />

g(<br />

x)<br />

f , e assim:<br />

x<br />

1 1 1 ⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞<br />

dx = b −1<br />

− G⎜<br />

⎟ + G⎜<br />

⎟<br />

∫ f ( x)<br />

f ( b)<br />

f ( 1)<br />

⎝ f ( b)<br />

⎠ ⎝ f ( 1)<br />

⎠<br />

1<br />

b<br />

∫<br />

1<br />

1 b 1<br />

dx = − −<br />

f ( x)<br />

f ( b)<br />

f ( 1)<br />

1<br />

f ( b)<br />

∫<br />

1<br />

f ( 1)<br />

f<br />

−1<br />

⎛ 1 ⎞<br />

⎜ ⎟dx ⎝ x ⎠<br />

Essa relação também pode ser percebida diretamente do gráfico de 1/ f ( x)<br />

, que<br />

é uma função decrescente. Com a transformação x = 1/<br />

y :<br />

b<br />

∫<br />

1<br />

1 b 1<br />

dx = − +<br />

f ( x)<br />

f ( b)<br />

f ( 1)<br />

f ( b)<br />

∫<br />

f ( 1)<br />

f<br />

−1<br />

y<br />

( y)<br />

2<br />

dy (I).


Suponha agora que ∫ ∞<br />

EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

1<br />

x<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

1<br />

dx converge. Logo:<br />

f ( x)<br />

x<br />

1<br />

1<br />

1<br />

lim = 2 lim dt ≤ 2 lim dt ≤ 2 lim dt = 0<br />

x→∞<br />

f ( x)<br />

x→∞<br />

∫ f ( x)<br />

x→∞<br />

∫ f ( t)<br />

x→∞<br />

∫ f ( t)<br />

x / 2<br />

x<br />

Então lim = 0<br />

x→∞<br />

f ( x)<br />

convergindo e a parcela<br />

∫ ∞<br />

1<br />

−1<br />

x / 2<br />

66<br />

x<br />

∞<br />

x / 2<br />

. Fazendo b → ∞ em (I), temos a integral à esquerda<br />

b<br />

indo para zero, o que resulta num valor finito para<br />

f (b)<br />

f ( x)<br />

dx , donde concluímos que essa integral converge.<br />

2<br />

x<br />

∞<br />

Da mesma forma, se ∫<br />

1<br />

−1<br />

f ( x)<br />

dx converge, prova-se que lim<br />

2<br />

x<br />

x→∞<br />

−1<br />

f ( x)<br />

= 0 , e<br />

x<br />

como f é crescente e bijetora, podemos ir para o infinito com x = f (y)<br />

, de onde<br />

−1<br />

f ( f ( y))<br />

tiramos lim = 0 ⇔ lim<br />

y→∞<br />

f ( y)<br />

y→∞<br />

y<br />

= 0 . Novamente aplicando o limite<br />

f ( y)<br />

b<br />

b → ∞ em (I), temos que a integral à direita e convergem para valores<br />

f (b)<br />

∞<br />

1<br />

finitos, donde dx converge. ∫ f ( x)<br />

1<br />

Retornando às séries, pelo critério da integral, a equivalência na convergência das<br />

integrais, já provada, transmite equivalência na convergência das séries.<br />

SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6: COLABORAÇÃO DE DARIO BERALDO (PISA – ITÁLIA)<br />

Indutivamente, para cada inteiro k,<br />

A<br />

k<br />

⎛1 2k⎞<br />

= ⎜ ⎟<br />

⎝0 1 ⎠ e<br />

k<br />

B<br />

⎛ 1 0 ⎞<br />

= ⎜ ⎟.<br />

⎝2k1⎠


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Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Sejam A, B, I transformações na reta projetiva (uma reta do plano projetivo), de<br />

modo que, em coordenadas homogêneas,<br />

⎡ 1⎤<br />

k ⎡⎤ 1 ⎡1+ 2kt⎤ 2k<br />

A ⎢ +<br />

t ⎥<br />

⎢⎥= t<br />

⎢ =<br />

t<br />

⎥<br />

⎣⎦ ⎣ ⎦ ⎢ ⎥<br />

⎢⎣ 1 ⎥⎦<br />

e<br />

⎡ 1 ⎤<br />

h ⎡s⎤ ⎡ s ⎤<br />

B<br />

⎢<br />

1<br />

⎥<br />

⎢ ,<br />

1<br />

⎥ = ⎢ =<br />

1 2hs ⎥<br />

⎣ ⎦ ⎣ + ⎦ ⎢2h + ⎥<br />

⎢⎣ s ⎥⎦<br />

*<br />

para cada st∈ , R .<br />

Assim, para s irracional,<br />

⎡ 1 ⎤<br />

2k<br />

+<br />

k h ⎡s⎤ ⎢ 1 ⎥<br />

AB ⎢ 2 h .<br />

1<br />

⎥ = ⎢ + ⎥<br />

⎣ ⎦ ⎢ s ⎥<br />

⎢⎣ 1 ⎥⎦<br />

Iterando, eventualmente obtemos a seguinte formula:<br />

⎡ 1 ⎤<br />

⎢2a1 +<br />

1 ⎥<br />

⎢ 2b1<br />

+<br />

⎥<br />

a1 b1<br />

an b s ⎢ <br />

⎡ ⎤<br />

⎥<br />

n<br />

A B ... A B ⎢ 1 .<br />

1<br />

⎥ = ⎢ ⎥<br />

⎣ ⎦ ⎢ 2an<br />

+ ⎥<br />

⎢ 1<br />

2bn<br />

+ ⎥<br />

⎢ s ⎥<br />

⎢<br />

1<br />

⎥<br />

⎣ ⎦<br />

Suponhamos, por contradição, que existem inteiros a1, b1,..., an, b n tais que<br />

a1 b1<br />

an bn<br />

M : = A B ... A B = I.<br />

Dado um número transcendente s, a hipótese M = I implica em particular que as<br />

linhas determinadas por<br />

⎡ 1 ⎤<br />

⎢2a1 +<br />

1 ⎥<br />

⎢ 2b1<br />

+<br />

⎥<br />

s ⎢ <br />

⎡ ⎤<br />

⎥<br />

⎢ e 1<br />

1<br />

⎥<br />

⎢ ⎥<br />

⎣ ⎦ ⎢ 2an<br />

+ ⎥<br />

⎢ 1<br />

2bn<br />

+ ⎥<br />

⎢ s ⎥<br />

⎢<br />

1<br />

⎥<br />

⎣ ⎦<br />

67


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

devem ser as mesmas, i.e.<br />

1<br />

s = 2a1+<br />

1<br />

2b1<br />

+<br />

1<br />

2an<br />

+<br />

1<br />

2bn<br />

+<br />

s<br />

Agora, basta certificar-se que existe uma relação algébrica não trivial (certamente<br />

quadrática) para s, o que é um absurdo.<br />

Usaremos a seguinte notação:<br />

1<br />

{ c0, c1,..., cn} = c0<br />

+<br />

.<br />

1<br />

c1<br />

+<br />

<br />

1<br />

cn−1<br />

+<br />

cn<br />

Então, nossa relação é s = { 2 a1,2 b1,...,2 an,2 bn, s} = { m0, m1, m2,... mN, s}<br />

,<br />

em que os m j são inteiros pares. Precisamos uma regra para escrever frações<br />

contínuas como uma simples fração, i.e.<br />

Lema: Dado { c0, c1,..., ck} , para cada inteiro 0 ≤ j ≤ k,<br />

{ 0 } ,...,<br />

p j<br />

c cj=<br />

q j<br />

onde<br />

p j = cp j j−1+ pj−2, qj = cq j j−1+ qj−2<br />

(com p0 = c0, p1 = c0c1+ 1, q0 = 1, q1 = c1).<br />

Esta é uma indução fácil: temos { c0,..., cj, cj+ 1} = { c0,..., cj− 1, cj + 1 cj+<br />

1}<br />

=<br />

⎛ 1 ⎞<br />

⎜cj + pj−1+ p<br />

⎜<br />

⎟<br />

j 2<br />

c ⎟<br />

−<br />

⎝ j+<br />

1 ⎠<br />

cj+ 1( cjpj−1+ pj−2) + pj− 1 cj+ 1pj + pj− 1 pj+<br />

1<br />

= = = = , cqd.<br />

⎛ 1 ⎞<br />

cj+ 1( cjqj−1+ qj−2) + qj− 1 cj+ 1qj + qj− 1 qj+<br />

1<br />

⎜cj + ⎟qj−1+<br />

q<br />

⎜ j−2<br />

c ⎟<br />

⎝ j+<br />

1 ⎠<br />

Em particular, aplicando o lema para { m0, m1, m2,... mN, s} , obtemos, no caso em<br />

que bn ≠ 0,<br />

pNs+ pN−1<br />

s = (*)<br />

q s+ q<br />

N N−1<br />

68


p , q , p , q<br />

EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

onde N N N−1 N−1são<br />

inteiros (pelo lema e o fato que 0 1 0 1<br />

são inteiros). Note que qN ≠ 0. De fato, 0 1, q m 2b 0<br />

69<br />

p , p , q , q e os m´s<br />

q = 1 = 1 = 1 ≠ e, para<br />

k ≥ 1, qk+ 1 = mk+ 1qk + qk−1,<br />

o que, como m k + 1 é um inteiro par não nulo (pelo<br />

menos para 1≤ k < N − 1) implica, por indução, que q + 1 q . > De fato, teremos<br />

k k<br />

qk+ 1 ≥ mk+ 1qk − qk−1 ≥2 qk − qk−1 > qk<br />

. No caso em que mN = 2bn = 0, teremos<br />

{ } { 1<br />

pN−1/ s+ pN−2 pN−1+ pN−2s s = 2 a1,2 b1,...,2 an,1/ s = m0, m1,..., mN−1,<br />

} = =<br />

,<br />

s q / s+ q q + q s<br />

N−1 N−2 N−1 N−2<br />

e, como N = 2n−1≥3, N −2≥1e logo qN −2 ≠ 0. Isto implica que s é uma raiz<br />

de uma equação de segundo grau com coeficientes inteiros, e segue a conclusão.<br />

3<br />

Obs. Em vez de tomar s transcendente, poderíamos tomar, por exemplo, s = 2.<br />

Temos 3 3<br />

2 irracional, pois 1< 2 < 2 e, se 3 2 =<br />

p<br />

q<br />

com p e q inteiros, q > 1 e<br />

mdc( p, q ) = 1, teríamos<br />

p<br />

2<br />

p<br />

,<br />

q<br />

3<br />

= 3 mas 3<br />

3 3<br />

q > 1 e mdc ( p , q ) = 1, donde<br />

3<br />

3 ,<br />

q ∉ absurdo. Se 3 2 fosse raiz de uma equação do segundo grau<br />

2<br />

ax + bx + c = 0 com abc∈ , , e a ≠ 0, teríamos<br />

3 3<br />

a 4+ b 2+ c = 0, donde<br />

3 b 3 c<br />

3<br />

4 =− 2− = u+ v 2, com u = − c a e v = − b a racionais. Multiplicando<br />

a a<br />

por<br />

3 3 3 3<br />

2= u 2+ v 4 = u 2+ v u+ v 2 = uv+ 2<br />

u+ v<br />

3<br />

2. Se<br />

u v<br />

3 2, teríamos ( ) ( )<br />

0,<br />

2<br />

+ ≠ teríamos<br />

3 3<br />

2 2 2 ,<br />

uv = ⇒− v = ⇒ =−v∈absurdo. 3<br />

2 − uv<br />

2 = ∈<br />

, 2 absurdo. Assim,<br />

u+ v<br />

u v<br />

2<br />

+ = 0 e


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

Resultado – Nível 1 (5 a . e 6 a . Séries)<br />

NOME CIDADE - ESTADO PRÊMIO<br />

Otávio Augusto de Oliveira Mendes Pilar do Sul - SP Ouro<br />

Guilherme Cherman Perdigãao de Oliveira Rio de Janeiro - RJ Ouro<br />

Bruno Silva Mucciaccia Vitória - ES Ouro<br />

João Lucas Camelo Sá Fortaleza - CE Ouro<br />

Douglas Souza Alves Junior Vassouras - RJ Ouro<br />

Kayo de França Gurgel Fortaleza - CE Prata<br />

Rafael Ferreira Antonioli S. B. do Campo - SP Prata<br />

Nikolas Leonel Carvalho Salvador - BA Prata<br />

Gabriela de Paula Gonzalvez Jundiaí - SP Prata<br />

Rodrigo Nagamine Santo André - SP Prata<br />

Ana Thais Castro de Santana Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Ycaro César Campello Izaias Fortaleza - CE Prata<br />

Débora Jun Portugheis Campinas - SP Prata<br />

Gustavo Lopes Perosini Tabapuã - SP Prata<br />

Felipe Figueiredo Souza e Silva Nova Lima - MG Prata<br />

Marla Rochana Braga Monteiro Fortaleza - CE Prata<br />

Alexandre Crepory Abbott de Oliveira Brasília - DF Bronze<br />

Rafael Kazuhiro Miyazaki São Paulo - SP Bronze<br />

Tiago Leandro Estevam Dias Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Daniel Silva Luiz Crispin Fortaleza - CE Bronze<br />

Ana Lívia Ruegger Saldanha Araras - SP Bronze<br />

Wladimir José Lopes Martins Recife - PE Bronze<br />

Daniel dos Santos Bossle Porto Alegre - RS Bronze<br />

Erica Saldanha Freire Simões Fortaleza - CE Bronze<br />

Lucas Almeida Rocha Taubaté - SP Bronze<br />

Hugo Rodrigues Martins Dantas Fortaleza - CE Bronze<br />

Daniel Cardoso de Sousa Teresina - PI Bronze<br />

Nicolas Iso Magosso Grigolli Gibin S. B. do Campo - SP Bronze<br />

Marcos Massayuki Kawakami São Paulo - SP Bronze<br />

Paula Dias Garcia Brasília - DF Bronze<br />

Renner Tetzner Ramos Vitória - ES Bronze<br />

Bernardo de Andrade Macêdo Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Marina Pessoa Mota Fortaleza - CE Mençâo Honrosa<br />

Luis Henrique Kobaya Shi Higa Campo Grande - MS Menção Honrosa<br />

Gabriel Militão Vinhas Lopes Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Filipe José Oliveira Sabóia Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />

Vitor Silveira da Costa Curitiba - PR Menção Honrosa<br />

Tiago da Ávila Palhares Ponte Nova - MG Menção Honrosa<br />

Gustavo Pereira de Castro Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Douglas Michael da Costa Cezar Santa Maria - RS Menção Honrosa<br />

Bruna Rufino Leão Teresina - PI Menção Honrosa<br />

Thomas Rincon Reis Belo Horizonte - MG Menção Honrosa<br />

Ramon Silva de Lima São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

Eric Tada de Souza São Paulo – SP Menção Honrosa<br />

Rodrigo Gabriel Caetano Piracicaba - SP Menção Honrosa<br />

Renato Soares Nunes Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Rafael Alves Pinheiro Parnamirim - RN Menção Honrosa<br />

Leticia da Silva Inácio S.J. da Boa Vista - SP Menção Honrosa<br />

José Elton Albuquerque Filho Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Luiz Fernando Cirigliano Villela Uberaba - MG Menção Honrosa<br />

Gabriel Ilharco Magalhães Juiz de Fora Menção Honrosa<br />

Fernanda Bahia de Carvalho Coutinho Belo Horizonte - MG Menção Honrosa<br />

Victor Venturi Campinas - SP Menção Honrosa<br />

Lara Timbó Araújo Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Julia Langraf Scatolin Pirassununga - SP Menção Honrosa<br />

Francisco Carvalho Osório de Souza Campinas - SP Menção Honrosa<br />

Luiza Christófaro Bragança de Matos Belo Horizonte - MG Menção Honrosa<br />

Francisco Jairo Rodrigues Lima Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Otavia Ruanna Cordeiro de Oliveira Salgueiro - PE Menção Honrosa<br />

Carolina Yumi Vezato Araraquara - SP Menção Honrosa<br />

70


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Nível 2 (7 a . e 8 a . Séries)<br />

NOME CIDADE – ESTADO PRÊMIO<br />

Renan Henrique Finder Joinville - SC Ouro<br />

Hugo Fonseca Araújo Juiz de Fora - MG Ouro<br />

Thiago Ribeiro Ramos Varginha - MG Ouro<br />

Matheus Barros de Paula Taubaté - SP Ouro<br />

Rafael Alves da Silva Teresina - PI Ouro<br />

Robério Soares Nunes Ribeirão Preto - SP Prata<br />

Leonardo Pereira Stedile São Paulo - SP Prata<br />

Gustavo Lisbôa Empinotti Florianópolis - SC Prata<br />

Victor Reis de Abreu Cavalcanti Maceió - AL Prata<br />

Thiago Augusto da Silva Baleixo Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Heverton Carlos Bezerra de Azevedo Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

James Jun Hong São Paulo - SP Prata<br />

Leonardo Caruso de Oliveira Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Pedro Caetano Cardoso Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Illan Feiman Halpern Itatiaia - RJ Prata<br />

Davi de Melo Pontes Mendes Fortaleza - CE Bronze<br />

Matheus Araújo Marins São Gonçalo - RJ Bronze<br />

Marcelo Tadeu de Sá Oliveira Sales Barreiras - BA Bronze<br />

Dan Zylberglejd Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />

João Mendes Vasconcelos Fortaleza - CE Bronze<br />

José Ailton Azevedo Araújo Filho Fortaleza - CE Bronze<br />

Leonardo Shimizu Yojo São Paulo – SP Bronze<br />

Gelly Whesley Silva Neves Fortaleza - CE Bronze<br />

Frederico Gaia Costa da Silva Teresina - PI Bronze<br />

Ana Luísa de Almeida Losnak São Paulo - SP Bronze<br />

Saulo Moraes de Faria Niterói - RJ Bronze<br />

Guilherme Salvador Vieira Rio Claro - SP Bronze<br />

Fernando Fonseca Andrade Oliveira Belo Horizonte - MG Bronze<br />

Rafael Farias Cação Campo Grande - MS Bronze<br />

Edson Ryokei Onoga São Paulo - SP Bronze<br />

Rafael Gribel de Paula Neves Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Luiz Castelo Branco Cavalcante Teresina - PI Bronze<br />

Filipe Gabriel Soares Rodrigues Teresina - PI Menção Honrosa<br />

Rafael Horimoto de Freitas São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

Germano Luis Lopes de Mello Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Silvio Tacla Alves Barbosa São Paulo – SP Menção Honrosa<br />

Pedro Pacheco Louzada Rio de Janeiro – RJ Menção Honrosa<br />

André Saraiva Nobre dos Santos Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Mateus Bezerra Alves da Costa Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Leandro Lyra Braga Dognini Barcarena - PA Menção Honrosa<br />

Gabriel de Andrade Issisaki Guaíra - SP Menção Honrosa<br />

Isabella Amorim Gonzalez Maceió - AL Menção Honrosa<br />

André Bina Possatto São Caetano - SP Menção Honrosa<br />

Obed Leite Vieira Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />

Eduardo Kaiser Ururahy Nunes Itatiaia - RJ Menção Honrosa<br />

Paulo Ricardo de Souza Costa Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Guilherme Vieira Melo Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Stephane Hilda Barbosa Lima Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Camila Miraglia Ribeiro Curitiba - PR Menção Honrosa<br />

Patrícia Fernanda Hongo Bragança Paulista - SP Menção Honrosa<br />

Marcel Ichiro Bastos Kamiyama São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

Camilla Kikuchi São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

Yuri Santana do Carmo Belém - PA Menção Honrosa<br />

Juliana Rangel Cenzi Jacareí - SP Menção Honrosa<br />

Rafael Eiki Takemura São Paulo – SP Menção Honrosa<br />

71


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Nível 3 (Ensino Médio)<br />

NOME CIDADE – ESTADO PRÊMIO<br />

Jose Marcos Andrade Ferraro São Paulo – SP Ouro<br />

Henrique Pondé de Oliveira Pinto Salvador - BA Ouro<br />

Guilherme Rodrigues Nogueira de Souza São Paulo - SP Ouro<br />

Leandro Farias Maia Fortaleza – CE Ouro<br />

Ramon Moreira Nunes Fortaleza – CE Ouro<br />

Rafael Mendes de Oliveira Rio de Janeiro – RJ Ouro<br />

Regis Prado Barbosa Fortaleza - CE Ouro<br />

Edson Augusto Bezerra Lopes Fortaleza - CE Prata<br />

André Linhares Rodrigues Fortaleza – CE Prata<br />

Willy George do Amaral Petrenko Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Leonardo Ribeiro de Castro Carvalho São Paulo - SP Prata<br />

Rodrigo Viana Soares Fortaleza – CE Prata<br />

Artur de Almeida Losnak São Paulo - SP Prata<br />

Paulo André Carvalho de Melo Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Renato Rebouças de Medeiros Fortaleza - CE Prata<br />

Rafael Sampaio de Rezende Fortaleza - CE Prata<br />

Rafael Tupynambá Dutra Belo Horizonte - MG Prata<br />

Alfredo Roque de Oliveira Freire Filho Salvador - BA Prata<br />

Rafael Morioka Oda São Paulo - SP Bronze<br />

Adenilson Arcanjo de Moura Júnior Fortaleza - CE Bronze<br />

Giuliano Pezzolo Giacaglia São Paulo - SP Bronze<br />

Wilson Camara Marriel Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Rafael Sabino Lima Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Marlen Lincoln da Silva Fortaleza – CE Bronze<br />

César Ryudi Kawakami São Paulo – SP Bronze<br />

Hugo Musso Gualandi Vitória - ES Bronze<br />

Raphael Rodrigues Mata Salvador - BA Bronze<br />

Alexandre Hideki Deguchi Martani São Paulo – SP Bronze<br />

Ricardo Turolla Bortolotti Rio Claro – SP Bronze<br />

Felipe Gonçalves Assis Campina Grande - PB Bronze<br />

Max Douglas Peixoto da Silva Fortaleza - CE Bronze<br />

Êurope Moraes Gorito Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Fernando Nascimento Coelho Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />

Guilherme Philippe Figueiredo Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Marcelo Matheus Gauy S.J. do Rio Preto - SP Menção Honrosa<br />

Luiz Carlos da Silva Sobral Aracaju - SE Menção Honrosa<br />

Iuri Lima Ribeiro Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Alex Atsushi Takeda Londrina - PR Menção Honrosa<br />

Gabriel Caser Brito Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Jose Armando Barbosa Filho Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Henrique Hiroshi Motoyama Watanabe São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

João Luiz de Oliveira Madeira São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

Lúcio Eiji Assaoka Hossaka Curitiba - PR Menção Honrosa<br />

Pedro Pinheiro de Negreiros Bessa Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Davi Lopes Alves de Medeiros Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Paulo Sérgio de Castro Moreira Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />

Roberto Akiba de Oliveira Sorocaba - SP Menção Honrosa<br />

Enzo Haruo Hiraoka Moriyama São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

Alexandre Azevedo Cezar Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />

José Airton Coelho Lima Filho Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />

Pedro Paulo Gondim Cardoso Salvador - BA Menção Honrosa<br />

Thiago da Silva Pinheiro São Paulo - SP Menção Honrosa<br />

72


EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

Nível Universitário<br />

NOME CIDADE – ESTADO PRÊMIO<br />

Fábio Dias Moreira Rio de Janeiro - RJ Ouro<br />

Alex Corrê Abreu Niterói - RJ Ouro<br />

Humberto Silva Naves S.J. dos Campos - SP Ouro<br />

Samuel Barbosa Feitosa Fortaleza - CE Ouro<br />

Levi Máximo Viana Rio Janeiro - RJ Ouro<br />

Rafael Daigo Hirama S.J. dos Campos - SP Prata<br />

Rafael Marini Silva Vila Velha - ES Prata<br />

Thiago Barros Rodrigues Costa Fortaleza - CE Prata<br />

Henry Wei Cheng Hsu São Paulo - SP Prata<br />

Murilo Vasconcelos Andrade Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Luiz Felipe Marini Silva S.J. dos Campos - SP Prata<br />

Thiago da Silva Sobral S.J. dos Campos - SP Prata<br />

Felipe Rodrigues Nogueira de Souza São Paulo - SP Prata<br />

Thiago Costa Leite Santos São Paula - SP Prata<br />

Raphael Constant da Costa Rio de Janeiro - RJ Prata<br />

Eduardo de Moraes Rodrigues Poço São Paulo - SP Bronze<br />

Elton Gomes Coriolano Fortaleza - CE Bronze<br />

Elder Rodrigo Barbosa Coelho Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Ronaldo Rodrigues Pelá S.J. dos Campos - SP Bronze<br />

Estillac Lins Maciel Borges Filho Belém - PA Bronze<br />

Thomás Yoiti Sasaki Hoshina Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Luís Daniel Barbosa Coelho Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Renato Francisco Lopes Mello J. dos Guararapes - PE Bronze<br />

Pedro Henrique Milet Pinheiro Pereira Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />

Pedro Henrique Silva Belisário Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />

Luty Rodrigues Ribeiro S.J. dos Campos - SP Bronze<br />

José Mário da Silva Filho S.J. dos Campos – SP Bronze<br />

Kellem Corrêa Santos Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />

Marcos Francisco Ferreira Martinelli Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />

Evandro Makiyama São Paulo – SP Menção Honrosa<br />

Nilson Maciel de Paiva Júnior Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Igor de Castro Lima Rio de Janeiro – RJ Menção Honrosa<br />

Eric Campos Bastos Guedes Niterói - RJ Menção Honrosa<br />

Marcelo de Araújo Barbosa S.J. dos Campos - SP Menção Honrosa<br />

Pedro Meira de Vasconcelos Bezerra Recife - PE Menção Honrosa<br />

Moyses Afonso Assad Cohen Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

Davi de Melo Jorge Barbosa Fortaleza -CE Menção Honrosa<br />

Rodrigo Pereira Maranhão Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />

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EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

AGENDA OLÍMPICA<br />

XXIX OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />

NÍVEIS 1, 2 e 3<br />

Primeira Fase – Sábado, 16 de junho de 2007<br />

Segunda Fase – Sábado, 15 de setembro de 2007<br />

Terceira Fase – Sábado, 27 de outubro de 2007 (níveis 1, 2 e 3)<br />

Domingo, 28 de outubro de 2007 (níveis 2 e 3 - segundo dia de prova).<br />

NÍVEL UNIVERSITÁRIO<br />

Primeira Fase – Sábado, 15 de setembro de 2007<br />

Segunda Fase – Sábado, 27 e Domingo, 28 de outubro de 2007<br />

♦<br />

XIII OLIMPÍADA DE MAIO<br />

12 de maio de 2007<br />

♦<br />

XVIII OLIMPÍADA DE MATEMÁTICA DO CONE SUL<br />

Uruguai<br />

12 a 17 de junho de 2007<br />

♦<br />

XLVIII OLIMPÍADA INTERNACIONAL DE MATEMÁTICA<br />

19 a 31 de julho de 2007<br />

Vietnã<br />

♦<br />

XIV OLIMPÍADA INTERNACIONAL DE MATEMÁTICA UNIVERSITÁRIA<br />

3 a 9 de agosto de 2007<br />

Blagoevgrad, Bulgária<br />

♦<br />

XXII OLIMPÍADA IBEROAMERICANA DE MATEMÁTICA<br />

6 a 16 de setembro de 2007<br />

Coimbra, Portugal<br />

♦<br />

X OLIMPÍADA IBEROAMERICANA DE MATEMÁTICA UNIVERSITÁRIA<br />

5 de novembro de 2007<br />

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EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />

Sociedade Brasileira de Matemática<br />

COORDENADORES REGIONAIS<br />

Alberto Hassen Raad (UFJF) Juiz de Fora – MG<br />

Américo López Gálvez (USP) Ribeirão Preto – SP<br />

Amarísio da Silva Araújo (UFV) Viçosa – MG<br />

Andreia Goldani FACOS Osório – RS<br />

Antonio Carlos Nogueira (UFU) Uberlândia – MG<br />

Ali Tahzibi (USP) São Carlos – SP<br />

Benedito Tadeu Vasconcelos Freire (UFRN) Natal – RN<br />

Carlos Alexandre Ribeiro Martins (Univ. Tec. Fed. de Paraná) Pato Branco - PR<br />

Carmen Vieira Mathias (UNIFRA) Santa María – RS<br />

Claus Haetinger (UNIVATES) Lajeado – RS<br />

Cleonor Crescêncio das Neves (UTAM) Manaus – AM<br />

Cláudio de Lima Vidal (UNESP) S.J. do Rio Preto – SP<br />

Denice Fontana Nisxota Menegais (UNIPAMPA) Bagé – RS<br />

Edson Roberto Abe (Colégio Objetivo de Campinas) Campinas – SP<br />

Élio Mega (Faculdade Etapa) São Paulo – SP<br />

Eudes Antonio da Costa (Univ. Federal do Tocantins) Arraias – TO<br />

Fábio Brochero Martínez (UFMG) Belo Horizonte – MG<br />

Florêncio Ferreira Guimarães Filho (UFES) Vitória – ES<br />

Francinildo Nobre Ferreira (UFSJ) São João del Rei – MG<br />

Genildo Alves Marinho (Centro Educacional Leonardo Da Vinci) Taguatingua – DF<br />

Ivanilde Fernandes Saad (UC. Dom Bosco) Campo Grande– MS<br />

Jacqueline Rojas Arancibia (UFPB)) João Pessoa – PB<br />

Janice T. Reichert (UNOCHAPECÓ) Chapecó – SC<br />

João Benício de Melo Neto (UFPI) Teresina – PI<br />

João Francisco Melo Libonati (Grupo Educacional Ideal) Belém – PA<br />

José Luiz Rosas Pinho (UFSC) Florianópolis – SC<br />

José Vieira Alves (UFPB) Campina Grande – PB<br />

José William Costa (Instituto Pueri Domus) Santo André – SP<br />

Krerley Oliveira (UFAL) Maceió – AL<br />

Licio Hernandes Bezerra (UFSC) Florianópolis – SC<br />

Luciano G. Monteiro de Castro (Sistema Elite de Ensino) Rio de Janeiro – RJ<br />

Luzinalva Miranda de Amorim (UFBA) Salvador – BA<br />

Mário Rocha Retamoso (UFRG) Rio Grande – RS<br />

Marcelo Rufino de Oliveira (Grupo Educacional Ideal) Belém – PA<br />

Marcelo Mendes (Colégio Farias Brito, Pré-vestibular) Fortaleza – CE<br />

Newman Simões (Cursinho CLQ Objetivo) Piracicaba – SP<br />

Nivaldo Costa Muniz (UFMA) São Luis – MA<br />

Osvaldo Germano do Rocio (U. Estadual de Maringá) Maringá – PR<br />

Raúl Cintra de Negreiros Ribeiro (Colégio Anglo) Atibaia – SP<br />

Ronaldo Alves Garcia (UFGO) Goiânia – GO<br />

Rogério da Silva Ignácio (Col. Aplic. da UFPE) Recife – PE<br />

Reginaldo de Lima Pereira (Escola Técnica Federal de Roraima) Boa Vista – RR<br />

Reinaldo Gen Ichiro Arakaki (UNIFESP) SJ dos Campos – SP<br />

Ricardo Amorim (Centro Educacional Logos) Nova Iguaçu – RJ<br />

Sérgio Cláudio Ramos (IM-UFRGS) Porto Alegre – RS<br />

Seme Gebara Neto (UFMG) Belo Horizonte – MG<br />

Tadeu Ferreira Gomes (UEBA) Juazeiro – BA<br />

Tomás Menéndez Rodrigues (U. Federal de Rondônia) Porto Velho – RO<br />

Valdenberg Araújo da Silva (U. Federal de Sergipe) São Cristovão – SE<br />

Vânia Cristina Silva Rodrigues (U. Metodista de SP) S.B. do Campo – SP<br />

Wagner Pereira Lopes (CEFET – GO) Jataí – GO<br />

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